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基于卷烟常规化学检测数据及近红外信息的卷烟牌号识别

作　者: 曹妙玲
导　师: 倪力军；陈超英
学　校: 华东理工大学
专　业: 轻工技术与工程
关键词: 卷烟牌号鉴别近红外光谱化学指标特征抽提
分类号: TS47
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以不同牌号卷烟的近红外光谱和常规理化化学检测指标数据为基础,提出了基于逆序法的近红外数据稳定性检验和基于信息增益的特征抽提方法。分别以卷烟的9个常规检测化学指标、基于经验选择的6个常规化学特征、近红外光谱的主成分得分及5个抽提的主成分、12个抽提的近红外光谱与化学指标的综合指标为卷烟牌号分类特征,采用(改进)与简化的KNN模式识别方法建立了一系列卷烟牌号判别模型。以272个取自6个不同牌号的卷烟为样本,对每个判别模型均随机选取4组检验集,采用4组检验集的平均预测正确率考察模型的预测性能。根据模型的结果确定影响成品卷烟品牌风格的重要特征,为卷烟品牌维护、配方设计与维护提供理论依据与指导。结果表明无论是对两个牌号卷烟的两类分类还是对三个牌号卷烟的三类分类及六个牌号卷烟的六类分类问题,以前16个近红外光谱主成分及12个抽提的综合特征为分类特征所建立的判别模型均可给出92.65%～98.86%的平均预测正确率；9个化学指标与6个常规化学指标为分类特征时,判别模型对两个牌号及三个牌号卷烟的平均预测正确率也能达到95%以上,对6个牌号卷烟的平均预测正确率为83.09%～84.56%。基于近红外光谱对卷烟牌号识别的准确率要高于基于常规化学的识别准确率,模式识别模型预测准确率随样本类别复杂程度提高而降低。综上,近红外信息可以很好反映不同品牌卷烟的主要风格特征,根据近红外光谱可对卷烟牌号进行准确鉴别。提示可利用近红外信息进行成品卷烟品牌管理、叶组配方设计与维护。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
前言  10-11
第1章文献综述  11-18
  1.1 成品卷烟的常规检测与质量管理  11-12
  1.2 卷烟的常规检测指标间的关系研究  12-13
  1.3 卷烟牌号的设计与管理现状  13
  1.4 近红外技术在烟草行业的应用  13-16
    1.4.1 近红外技术简介  13
    1.4.2 近红外技术在烟草质量控制中的应用  13-16
  1.5 本文工作、目的与意义  16-18
第2章模式识别方法与原理  18-32
  2.1 模式识别原理与常用方法  18-22
    2.1.1 模式识别原理及其特征  18
    2.1.2 模式识别方法分类  18-19
    2.1.3 简化的KNN方法(SKNN)  19-20
    2.1.4 简化与改进的KNN方法(IS-KNN)  20-22
  2.2 特征数据的预处理  22-26
    2.2.1 离散数据的预处理  22-23
    2.2.2 近红外光谱数据的预处理  23-25
    2.2.3 近红外光谱的主成分分析  25-26
  2.3 分类特征的抽提  26-30
    2.3.1 基于统计分析的特征抽提方法  27-29
    2.3.2 基于信息增益的特征选择方法  29-30
  2.4 模式识别方法的实现及近红外判别模型的评价  30
  2.5 本章小结  30-32
第3章样品集合及其数据采集  32-40
  3.1 卷烟样品及牌号  32
  3.2 近红外数据的采集与测试  32-35
    3.2.1 仪器  32
    3.2.2 样品预处理  32
    3.2.3 光谱采集方法与条件  32
    3.2.4 近红外检测的稳定性分析  32-35
      3.2.4.1 稳定性分析简介  32-33
      3.2.4.2 逆序检验法的基本原理  33-34
      3.2.4.3 逆序法检验结果  34-35
    3.2.5 不同牌号卷烟样品的近红外光谱  35
  3.3 化学检测指标的采集与测试  35-38
    3.3.1 仪器  35
    3.3.2 样品预处理  35-36
    3.3.3 测试方法  36
    3.3.4 卷烟样品化学指标的统计分析  36-38
  3.4 本章小结  38-40
第4章基于常规化学指标对卷烟牌号的识别  40-45
  4.1 基于常规化学指标对两个牌号卷烟的识别  40-42
    4.1.1 基于9个常规化学指标对两个牌号卷烟的识别  40-41
    4.1.2 基于6个常规化学指标对两个牌号卷烟的识别  41-42
  4.2 基于常规化学指标对3个牌号卷烟的识别  42-43
    4.2.1 基于9个常规化学指标对3个牌号卷烟的识别  42
    4.2.2 基于6个常规化学指标对3个牌号卷烟的识别  42-43
  4.3 基于常规化学指标对6个牌号卷烟的识别  43-44
    4.3.1 基于9个常规化学指标对6个牌号卷烟的识别  43
    4.3.2 基于6个常规化学指标对6个牌号卷烟的识别  43-44
  4.4 本章小结  44-45
第5章基于近红外光谱对卷烟牌号的识别  45-51
  5.1 基于近红外光谱对两个牌号卷烟的识别  45-47
    5.1.1 基于前16个近红外光谱主成分对两个牌号卷烟的识别  45-46
    5.1.2 基于抽提的5个近红外光谱主成分对两个牌号卷烟的识别  46-47
  5.2 基于近红外光谱对3个牌号卷烟的识别  47-48
    5.2.1 基于前16个近红外光谱主成分对3个牌号卷烟的识别  47
    5.2.2 基于抽提的5个近红外光谱主成分对3个牌号卷烟的识别  47-48
  5.3 基于近红外光谱对6个牌号卷烟的识别  48-50
    5.3.1 基于前16个近红外光谱主成分对6个牌号卷烟的识别  48-49
    5.3.2 基于抽提的5个近红外光谱主成分对6个牌号卷烟的识别  49-50
  5.4 本章小结  50-51
第6章基于抽提的综合特征对卷烟牌号的识别  51-55
  6.1 基于抽提的综合特征对两个牌号卷烟的识别  51-52
  6.2 基于抽提的综合特征对3个品牌卷烟的识别  52-53
  6.3 基于抽提的综合特征对6个品牌卷烟的识别  53-54
  6.4 本章小结  54-55
第7章结论  55-56
参考文献  56-59

基于卷烟常规化学检测数据及近红外信息的卷烟牌号识别

内容摘要

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