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食品与机械2024年第11期:基于卷积神经网络的三聚氰胺太赫兹光谱定量分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘洋硕;燕芳;李文文;郭以恒;

单位:内蒙古科技大学自动化与电气工程学院;

摘要:[目的]结合卷积神经网络与太赫兹时域光谱技术针对奶粉中的非法添加剂三聚氰胺进行定量分析。[方法]使用透射式太赫兹时域光谱系统测得三聚氰胺与奶粉单质及混合物的太赫兹吸收谱,分别采用S-G平滑、高斯平滑、滑动平均和R-Loess平滑等方法对原始光谱数据进行校正,并建立偏最小二乘(PLS)回归模型,通过对比模型评价标准以确定最佳的太赫兹光谱校正预处理方法;选择S-G平滑校正处理后的PLS模型作为混合样片的定量分析模型;分别建立了基于偏最小二乘(PLS)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)、反向传播神经网络(BPNN)及卷积神经网络(CNN)的定量回归模型,并对混合样片中的三聚氰胺含量进行了预测。[结果]PLS、LS-SVM、BPNN、CNN 4种模型的预测集相关系数分别为0.997 1,0.997 7,0.998 1,0.998 7,预测集均方根误差分别为0.551%,0.494%,0.437%,0.374%。[结论]与其他3种模型相比,CNN回归模型的预测精度最高,更适用于准确检测奶粉中三聚氰胺的含量。

关键词:太赫兹时域光谱;;定量分析;;光谱校正;;卷积神经网络

基金资助:内蒙古自治区关键技术攻关计划项目(编号:2021GG0361);; 内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目