專利名稱：基于模糊聚類的水果近紅外光譜分類方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水果分類方法，具體涉及一種基于模糊聚類方法和近紅外光譜技術(shù)的水果內(nèi)部品質(zhì)分類方法.
背景技術(shù)：
水果分類是水果采收后水果商品化處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分類的核心是水果品質(zhì)的檢測。水果的內(nèi)部品質(zhì)檢測主要是對水果內(nèi)部的糖度、酸度和可溶性固形物等進(jìn)行檢測。水果的內(nèi)部品質(zhì)受水果的品種、產(chǎn)地、培養(yǎng)條件和氣候等影響。近紅外光譜技術(shù)是一種利用物質(zhì)對光的吸收、散射、反射和透射等特性來確定其成分含量的非破壞性檢測技術(shù)。近紅外光譜技術(shù)具有非破壞性檢測、檢測速度快、可同時(shí)檢測多種成分等優(yōu)點(diǎn)。近紅外光譜射向水果后得到漫反射光譜，在不同品種(或不同品質(zhì))的水果上獲得的漫反射光譜是不同的，利用這個(gè)原理，可以將不同品種(或不同品質(zhì))的水果區(qū)分開來，即實(shí)現(xiàn)不同品種(或不同品質(zhì))水果的分類。模糊聚類是一種無監(jiān)督的學(xué)習(xí)方法。其中最著名的模糊聚類算法是由Bezdek提出的模糊C-均值聚類(FCM)。但是FCM建立在可能性約束條件基礎(chǔ)上，對噪聲敏感。為了克服FCM的這個(gè)缺點(diǎn),Krishnapuram和Keller放棄了 FCM的可能性約束條件,提出了可能性C-均值聚類(PCM)。PCM能夠聚類包含噪聲的數(shù)據(jù)，但是PCM對初始聚類中心很敏感，常常會導(dǎo)致一致性聚類結(jié)果。為了克服FCM對噪聲數(shù)據(jù)敏感和PCM產(chǎn)生一致性聚類的缺點(diǎn)，Pal等在FCM和PCM的基礎(chǔ)上提出了可能性模糊C-均值聚類(PFCM)。Dav6將噪聲看作一個(gè)獨(dú)立的類，定義噪聲距離在不同的類中距離值不同，將噪聲聚類方法擴(kuò)展為廣義噪聲聚類(GNC)方法。目前，在應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)分類水果時(shí)對近紅外光譜的分類方法主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)和k_近鄰法等方法。這些方法屬于有監(jiān)督的學(xué)習(xí)方法，即它們需要學(xué)習(xí)樣本來獲取先驗(yàn)知識。在沒有學(xué)習(xí)樣本，或者學(xué)習(xí)樣本比較少的情況下運(yùn)用以上方法進(jìn)行水果分類時(shí)會導(dǎo)致分類準(zhǔn)確率低而難以實(shí)現(xiàn)水果的正確分類。另外，對水果的品質(zhì)分類并不需要對水果進(jìn)行精確建模，精確建模不但費(fèi)時(shí)還難以實(shí)現(xiàn)正確的預(yù)測，因?yàn)閷λ钠焚|(zhì)分類具有一定模糊性。比如中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01010247589. 7、名稱為“水果內(nèi)部品質(zhì)檢測分級方法”中指出了水果的品質(zhì)分級的模糊性，用支持向量機(jī)和近紅外光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)水果的品質(zhì)分級。但是用支持向量機(jī)方法存在著方法復(fù)雜、耗時(shí)、參數(shù)難以確定等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種檢測速度快、分類準(zhǔn)確率高、分類效率高、對水果不造成損壞的基于一種快速模糊聚類的水果近紅外光譜分類方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟(I)獲取不同品質(zhì)等級的水果樣本的近紅外漫反射光譜信息，將近紅外光譜信息采用主成分分析方法得到一組特征向量和一組特征計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種基于模糊聚類的水果近紅外光譜分類方法，其特征是包括如下步驟 (1)獲取不同品質(zhì)等級的水果樣本的近紅外漫反射光譜信息，將近紅外光譜信息采用主成分分析方法得到一組特征向量1 " 和一組特征值計(jì)算
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于模糊聚類的水果近紅外光譜分類方法，對水果樣本的近紅外光譜進(jìn)行特征排序的降維處理，用特征提取方法對降維后的近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒別信息的提取，用一種快速模糊聚類方法進(jìn)行水果品質(zhì)的分類，具有檢測速度快，分類準(zhǔn)確率高，分類效率高，對水果不造成損壞等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)同一品種不同內(nèi)部品質(zhì)的水果分類，以及同一類不同品種水果的分類。
文檔編號G01N21/25GK103048273SQ20121044408
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者武小紅, 孫俊, 武斌 申請人:江蘇大學(xué)