高光谱图像技术检测大曲发酵过程中的水分含量

作者：叶建秋; 黄丹平^*; 田建平; 黄丹^*; 罗惠波; 王鑫; 张力

来源：食品与发酵工业, 2020, 46(09): 250-254.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023368

• 大曲水分含量检测
• 高光谱图像
• 灰度共生矩阵
• 纹理特征
• BP神经网络

固态酿造中水分含量是检测大曲不同发酵阶段的关键因素,为快速定量检测发酵过程中水分含量及分布情况,通过高光谱成像技术建立BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)数据模型,实现曲块发酵水分含量快速检测。根据所采集大曲发酵高光谱数据,应用主成分分析和实验分析对比提取大曲发酵过程中水分特征光谱所对应的PC1、PC2、PC3、1 200、1 450 nm波段图像;通过图像灰度共生矩阵算法提取水分纹理特征;根据所提取图像纹理特征对曲块发酵水分含量运用偏最小二乘回归、BPNN、支持向量机回归等进行建模预测对比,选择最佳预测模型。结果表明,利用BPNN与1 450 nm特征波段光谱图像纹理特征对水含量建模预测的效果最佳,其训练集决定系数(R2)和均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为0.826 9和0.033 5,预测集R2和RMSE分别为0.848 4和0.028 7。研究表明,利用高光谱特征光谱所对应图像纹理信息能够对水分含量进行关联预测,为实现对大曲发酵过程水分含量检测提供理论依据。

• 单位
  四川轻化工大学; 生物工程学院