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分析化学2026年第01期:融合注意力机制与一维超深度卷积双向长短期记忆网络的三聚氰胺鉴别方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈冬英;张昊;张禹;余沐昕;魏建崇;

单位:福建江夏学院电子信息科学学院;福建江夏学院数字福建智能家居信息采集及处理物联网实验室;

摘要:奶制品中的三聚氰胺污染对婴幼儿健康构成严重威胁。传统的三聚氰胺检测方法存在效率低和操作复杂等不足。本研究提出了一种融合注意力机制的一维超深度卷积神经网络(1D-VDCNN)与双向长短期记忆网络(BiLSTM-Attention)的分类模型,实现了三聚氰胺的无损高效鉴别。1D-VDCNN模型通过引入2个约束条件优化特征层,采用降采样与大卷积核替代全连接层,实现低复杂度和纵向特征提取增强;BiLSTM网络提取特征序列中的双向长程依赖关系,强化横向特征关联;集成注意力机制提升关键光谱特征的权重分配。本研究采用开源三聚氰胺近红外光谱数据集,样本总数为1972,最大单类样本数为500,光谱范围为5546~6254 cm~(–1),模型分类准确率可达到99.75%,模型参数量较基准模型降低约43%,收敛速度与特征提取能力显著提升,表现出良好的稳定性与泛化能力。相较于单一BiLSTM模型和传统计量方法,本模型的准确率提升约10%,适用于小样本光谱数据,为食品安全检测提供了高精度、轻量化的化学计量学新方法。

关键词:三聚氰胺;;一维卷积神经网络;;双向长短期记忆网络;;注意力机制;;鉴别

基金资助:国家自然科学基金项目(No.22101047);; 福建省自然科学基金项目(No.2023J011094);; 福建省教育教学改革研究重大项目(No.FBJY20240225)资助~~