作者单位
摘要
1 长安大学 信息学院,陕西西安70064
2 温州大学 电气与电子工程学院,浙江温州35035
多重熵阈值(MET)随阈值个数K的增加其运算时间成倍增长,而相关优化策略的精度与稳定性低,使得分割的骨料图像缺失大量表面粗糙度与边缘等特征信息。为了克服这一问题,提出了一种基于混沌麻雀搜索算法(SSA)优化MET的骨料自动分割模型。为增强SSA的全局优化能力和鲁棒性,在种群位置初始化时加入Logistic混沌映射均匀麻雀分布,并提出扩张参数扩大全局搜索,控距精英变异及时跳出局部停滞,将该算法称为LSSA,可以在不降低收敛速度的情况下提升求解质量。LSSA用于MET参数的自动选取,以Renyi熵、对称交叉熵和Kapur熵作为目标函数,快速确定最佳阈值集。对不同特征的骨料图像进行了分割实验,通过对比6类组合算法与FCM算法,证明了LSSA-MET的有效性,随着K的增加仍然保持着较快的运行速度,即使K=6时,平均分割一张图片也只需1.532 s。其中LSSA-Renyi熵表现最佳,峰值信噪比、结构相似性和特征相似度分别提高了29.92%,10.67%和5.16%,有效地保留了骨料表面纹理和边缘特征,同时达到了精度与速度的最佳平衡。
图像分割 骨料 多重熵阈值 优化 麻雀搜索算法 Logistic映射 image segmentation aggregate multiple entropy thresholding optimization sparrow search algorithm logistic map 
光学 精密工程
2023, 31(13): 1973
作者单位
摘要
1 淮阴工学院生命科学与食品工程学院, 江苏 淮安 223001
2 江苏大学食品与生物工程学院, 江苏 镇江 212013
3 温州大学电气与电子工程学院, 浙江 温州 325035
4 洛阳师范学院食品与药品学院, 河南 洛阳 471934
果酒发酵中的多酚是引起果酒口感、 颜色变化的重要因素。 为保证果酒品质, 有必要开发一种快速监测发酵过程中多酚含量变化的技术。 收集不同批次成熟期的蓝莓、 桑葚为原料, 分别碾压成汁, 同时按比例混合二者, 于小型发酵罐进行发酵。 通过离线收集不同发酵时段的发酵液于离心管, 高速离心后取上清液置于棕色瓶保存, 共计得到48个果酒发酵样本。 将上清液置于三个平行样比色皿, 以傅里叶快速变换近红外光谱仪(FT-NIR)采集其透射光谱, 取平均值作为该样本的光谱信号。 然后将棕色瓶内的发酵液以国标法(即以标准液的吸光度值制定标准曲线)测定各样品的总酚含量, 以duplex法计算样本光谱之间的距离且按2∶1的比例划分为训练集和预测集。 采用间隔偏最小二乘法(iPLS)将训练集样本的透射光谱与总酚含量之间构建定量模型, 间隔数从2依次变化到60个。 该研究创新之处是使用共识方法融合多个已构建好的iPLS成员模型, 按一定的共识规则分配权系数。 通过各成员模型交互验证的残差及其残差之间的相关性来优化各成员模型的线性组合, 以拉格朗日乘数法求解各成员模型的权系数, 使间隔偏最小二乘-共识模型(consensual iPLS, C_iPLS)的交互验证均方根误差最小。 相比于全局PLS模型、 划分不同间隔数量时的iPLS模型, C_iPLS均具有较小的预测误差。 当划分39个间隔时由三个iPLS成员模型(即14th, 16th, 18th)组成的共识模型误差最小为124.2, 交互验证相关系数为0.944, 对预测集样本的预测均方根误差为163.4, 预测相关系数为0.931, 预测性能均优于PLS和iPLS模型。 另外, 作为对比选用连续投影算法与无信息变量剔除法来优化光谱模型, 其预测性能均不及本文提出的共识模型。 分析各iPLS模型预测残差之间的相关性, 发现共识模型主要是融合那些具有较高预测性能且模型间较低相关性的成员模型。 结果表明, 光谱分析结合共识方法可提高回归模型的预测精度、 减少建模所需变量数, 能够用于果酒总酚含量的离线快速检测。
近红外光谱 间隔偏最小二乘法 共识模型 总酚含量 Near infrared spectroscopy Interval partial least square Consensus model Total phenol content 
光谱学与光谱分析
2020, 40(3): 777

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!