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申请/专利权人：奥谱天成(厦门)光电有限公司

摘要：本发明涉及一种糙米食味值检测方法、装置、介质及设备，方法包括：获取待检测糙米颗粒的目标近红外光谱；将目标近红外光谱输入至糙米食味值预测模型中得到目标食味值信息；糙米食味值预测模型通过如下方式训练：根据N份糙米颗粒样本的第一特征近红外光谱得到糙米颗粒样本吸光度矩阵；根据N份糙米粉末样本各自的第二特征近红外光谱得到糙米粉末样本吸光度矩阵；确定最终回归系数和常数项；构建初始偏最小二乘回归模型；确定待测糙米样本的预测食味值信息；根据粒长特征信息、粒宽特征信息、未成熟比例信息、参考食味值信息、预测食味值信息，对初始偏最小二乘回归模型进行多元线性回归得到糙米食味值预测模型。如此，无损准确检测糙米食味值。

主权项：1.一种糙米食味值检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测糙米颗粒的目标近红外光谱，其中，所述目标近红外光谱包括所述待检测糙米颗粒分别在多个不同波长下的光强信息；将所述目标近红外光谱输入至糙米食味值预测模型中，得到所述糙米食味值预测模型输出的所述待检测糙米颗粒的目标食味值信息；其中，所述糙米食味值预测模型是通过如下方式训练得到的：针对N份糙米颗粒样本中的每一所述糙米颗粒样本，确定所述糙米颗粒样本的第一特征近红外光谱，其中，所述第一特征近红外光谱包括所述糙米颗粒样本分别在不同波长下的第一目标吸光度，N大于1；根据N份糙米颗粒样本各自的所述第一特征近红外光谱，得到糙米颗粒样本吸光度矩阵，其中，所述糙米颗粒样本吸光度矩阵的行数为N，列数为波长的数量；针对N份糙米粉末样本中的每一所述糙米粉末样本，确定所述糙米粉末样本的第二特征近红外光谱，其中，N份糙米粉末样本与N份糙米颗粒样本一一对应，所述第二特征近红外光谱包括所述糙米粉末样本分别在不同波长下的第二目标吸光度；根据N份糙米粉末样本各自的所述第二特征近红外光谱，得到糙米粉末样本吸光度矩阵，其中，所述糙米粉末样本吸光度矩阵的行数为N，列数为波长的数量；根据所述糙米颗粒样本吸光度矩阵和所述糙米粉末样本吸光度矩阵，确定最终回归系数和常数项；根据所述最终回归系数和所述常数项，构建初始偏最小二乘回归模型；根据所述初始偏最小二乘回归模型，确定待测糙米样本的预测食味值信息，并获取所述待测糙米样本的粒长特征信息、粒宽特征信息、未成熟比例信息、参考食味值信息，其中，所述粒长特征信息、所述粒宽特征信息、所述未成熟比例信息、所述参考食味值信息是通过对所述待测糙米样本进行预先检测得到的；根据所述粒长特征信息、所述粒宽特征信息、所述未成熟比例信息、所述参考食味值信息、所述预测食味值信息，对所述初始偏最小二乘回归模型进行多元线性回归，得到所述糙米食味值预测模型；所述确定所述糙米颗粒样本的第一特征近红外光谱，包括：通过光谱采集装置，采集所述糙米颗粒样本的原始近红外光谱，并记录当前采集次数，其中，所述光谱采集装置包括振荡器、光谱仪、卤素灯、收光光纤、底部为透明玻璃底板的样本盒，所述卤素灯的照射方向朝向所述样本盒的底部，所述振荡器与所述样本盒连接，用于在每次采集样本的原始近红外光谱之前对所述样本盒进行振荡，所述收光光纤与所述光谱仪连接，用于接收样本盒中的样本发出的漫反射光，并将所述漫反射光发送至所述光谱仪，所述光谱仪用于生成样本的原始近红外光谱；对本次采集得到的所述糙米颗粒样本的原始近红外光谱进行多项式校正，得到第一光谱；根据所述第一光谱、白板近红外光谱，确定本次采集得到的所述糙米颗粒样本分别在不同波长下的初始吸光度；将所述糙米颗粒样本分别在不同波长下的初始吸光度的平均值，作为本次采集得到的所述糙米颗粒样本的平均吸光度；在所述当前采集次数达到预设采集次数的情况下，根据每次采集得到的所述糙米颗粒样本的所述平均吸光度，确定是否满足采集停止条件；若满足，则针对每一波长，将每次采集得到的所述糙米颗粒样本在该波长下的初始吸光度的平均值，作为所述糙米颗粒样本在该波长下的所述第一目标吸光度，根据所述糙米颗粒样本分别在不同波长下的所述第一目标吸光度，确定所述糙米颗粒样本的所述第一特征近红外光谱；若不满足，则重新执行所述通过光谱采集装置，采集所述糙米颗粒样本的原始近红外光谱，并记录当前采集次数的步骤至所述根据每次采集得到的所述糙米颗粒样本的所述平均吸光度，确定是否满足采集停止条件的步骤；所述确定所述糙米粉末样本的第二特征近红外光谱，包括：通过光谱采集装置，采集所述糙米粉末样本的原始近红外光谱，并记录当前采集次数，其中，所述光谱采集装置包括振荡器、光谱仪、卤素灯、收光光纤、底部为透明玻璃底板的样本盒，所述卤素灯的照射方向朝向所述样本盒的底部，所述振荡器与所述样本盒连接，用于在每次采集样本的原始近红外光谱之前对所述样本盒进行振荡，所述收光光纤与所述光谱仪连接，用于接收样本盒中的样本发出的漫反射光，并将所述漫反射光发送至所述光谱仪，所述光谱仪用于生成样本的原始近红外光谱；对本次采集得到的所述糙米粉末样本的原始近红外光谱进行多项式校正，得到第二光谱；根据所述第二光谱、白板近红外光谱，确定本次采集得到的所述糙米粉末样本分别在不同波长下的初始吸光度；将所述糙米粉末样本分别在不同波长下的初始吸光度的平均值，作为本次采集得到的所述糙米粉末样本的平均吸光度；在所述当前采集次数达到预设采集次数的情况下，根据每次采集得到的所述糙米粉末样本的所述平均吸光度，确定是否满足采集停止条件；若满足，则针对每一波长，将每次采集得到的所述糙米粉末样本在该波长下的初始吸光度的平均值，作为所述糙米粉末样本在该波长下的所述第二目标吸光度，根据所述糙米粉末样本分别在不同波长下的所述第二目标吸光度，确定所述糙米粉末样本的所述第二特征近红外光谱；若不满足，则重新执行所述通过光谱采集装置，采集所述糙米粉末样本的原始近红外光谱，并记录当前采集次数的步骤至所述根据每次采集得到的所述糙米粉末样本的所述平均吸光度，确定是否满足采集停止条件的步骤；其中，通过如下方式根据每次采集得到的糙米样本的所述平均吸光度，确定是否满足采集停止条件：将每次采集得到的所述糙米样本的所述平均吸光度按照升序排序，将排序结果中位于预设百分位的所述平均吸光度作为百分位吸光度；确定每次采集得到的所述糙米样本的所述平均吸光度的标准差和平均值；在同时满足以下公式的情况下，确定满足所述采集停止条件：2*M_std＜M_mean1.3＜M0.75M_std＜1.4其中，M_std表示每次采集得到的糙米样本的平均吸光度的标准差，M_mean表示每次采集得到的糙米样本的平均吸光度的平均值，M0.75表示百分位吸光度；所述根据所述糙米颗粒样本吸光度矩阵和所述糙米粉末样本吸光度矩阵，确定最终回归系数和常数项，包括：对所述糙米颗粒样本吸光度矩阵进行标准化处理，得到第一标准化矩阵A，其中，所述第一标准化矩阵A的行数为N，列数为波长的数量；对所述糙米粉末样本吸光度矩阵进行标准化处理，得到第二标准化矩阵B，其中，所述第二标准化矩阵B的行数为N，列数为波长的数量；根据第一标准化矩阵A和第二标准化矩阵B得到矩阵E，并对所述矩阵E进行矩阵分解得到矩阵E最大特征值对应的特征向量wa和wb，其中，E=A-1BB-1A；根据所述第一标准化矩阵A、第二标准化矩阵B、特征向量wa和wb，确定转换矩阵T，其中，T=wb*B*wb-1*A*wa*A*wa-1*A；根据第一标准化矩阵A和转换矩阵T，得到矩阵F，其中，F=A*T-1；将所述矩阵F和所述第二标准化矩阵B进行叠加，得到矩阵C，其中，，矩阵C的行数为2N，列数为波长的数量；获取所述糙米颗粒样本的食味值矩阵g，其中，所述食味值矩阵g的行数为N，列数为1，所述食味值矩阵中的元素为对应糙米颗粒样本的参考食味值信息；将所述食味值矩阵g进行叠加，得到矩阵G，其中，，矩阵G的行数为2N，列数为1；将所述矩阵C进行导数操作得到矩阵D，并以所述矩阵D为自变量、所述矩阵G为因变量进行偏最小二乘建模，得到回归系数矩阵coef，其中，所述回归系数矩阵coef的行数为波长的数量，列数为1；根据所述矩阵C中每一列数据的标准差，得到标准差矩阵Ct，根据所述矩阵C中每一列数据的平均值，得到平均值矩阵Cm，其中，所述标准差矩阵Ct和所述平均值矩阵Cm的行均为1，列数均为波长的数量；根据所述矩阵G中元素的标准差得到标准差矩阵Yt，根据所述矩阵G中元素的平均值得到平均值矩阵Ym，其中，所述标准差矩阵Yt和所述平均值矩阵Ym的行数均为1，列数均为1；根据所述标准差矩阵Yt、所述标准差矩阵Ct、所述转换矩阵T、所述回归系数矩阵coef，确定所述最终回归系数；根据所述平均值矩阵Ym、所述标准差矩阵Yt、所述标准差矩阵Ct、所述平均值矩阵Cm、所述转换矩阵T、所述回归系数矩阵coef，确定所述常数项；其中，通过如下公式对所述矩阵C进行导数操作得到拟合数据在滑动窗口中心点处的一阶导数，并将作为矩阵D的元素以得到所述矩阵D： 其中，Ci表示矩阵C中的第i行数据，表示对Ci执行滑动窗口拟合得到的拟合后的数据，w表示滑动窗口大小，-5≤w≤5，w为整数，在滑动窗口中心点处w等于0，p0、p1、p2表示通过当前滑动窗口内的数据计算得到的拟合系数，表示拟合后的数据的一阶导数；其中，通过如下公式确定所述最终回归系数： 通过如下公式确定所述常数项： 其中，表示最终回归系数，L表示常数项。

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