基于机器学习的农产品质量快速检测识别方法研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhuilei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
农产品质量安全,关乎百姓的健康与生命,是最大的民生工程,因此农产品质量检测方法需要准确、客观、高效、便捷。电子舌和电子眼是模仿人类味觉和视觉机理研制的用于感官特性检测的新型检测技术,其中模式识别技术对智能感官检测系统检测的准确性起决定性作用。传统智能感官系统的模式识别方法通过人工提取特征并采用传统浅层机器学习模型进行分类识别,模式识别算法较为单一,对提取信息处理能力较差,容易过拟合,泛化能力差,使得模型的检测效率较低。基于以上问题,本文基于多种机器学习方法结合电子舌和电子眼对多种农产品品质进行分析和检测,主要研究内容如下:(1)搭建了一套基于虚拟仪器技术的智能感官电子舌系统,主要由传感器阵列、信号调理电路、数据采集系统和上位机终端组成。搭建了一套基于虚拟仪器技术的智能感官电子眼系统,主要由电子眼软件系统、底盘、支架、照明装置、照明调节装置、电子目镜组成。(2)采用电子舌系统结合多种机器学习的方法分别对5种大米的种类进行分类检测。针对电子舌信号的数据量大、维度高、冗余信息多等特点,对电子舌信号采用离散小波变换(DWT)进行特征提取,随后分别使用BP神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)作为分类识别方法进行模式识别,实验结果表明,LSSVM具有更好的分类效果。由于LSSVM是含有c和γ的多参数模型,其参数的选择会影响最终的识别结果,也是影响模型辨别能力的重要因素。分别采用遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、灰狼算法(GWO)集群优化算法对LSSVM的参数进行整体寻优。实验结果表明,DWT-GWO-LSSVM分类准确率可达到96.7%,适合于大米种类进行快速检测。(3)采用电子眼系统结合注意力机制的残差网络对健康和腐烂的苹果、香蕉、橙子进行分类识别。针对水果图像分割信息遗失过大、分割效果差的问题,分别在VGG16、Inception V3、Res Net50三种卷积神经网络的基础上,引入SE注意力机制,精准定位并提取水果图像中主体的细节特征。同时为了减少由于水果图像数量不足而造成的过拟合现象,采用迁移学习的方法提高模型的稳定性和泛化能力。实验结果表明,基于注意力机制的残差网络模型对水果图像的平均识别准确率可达到84.8%,适合于对水果品质的快速检测。
其他文献
新能源检测领域作为一个新兴领域,是新能源发展和应用中不可或缺的一部分。新能源领域的发展过程中必然要对相关的新能源性能参数进行检验检测,因此会产生海量的检测通告和文书。这些能源检测相关信息分布零散无规律,造成了检索困难,新能源项目送检困难的局面。如果想将已存在的文本信息进行收集再利用,整合领域资源,就离不开命名实体识别技术的帮助,命名实体识别技术的目的就是从非结构的文本信息内提取出人为定义好的具有特
学位
我国电力系统已迈向以超、特高压为骨干网架,风电、光伏等可再生能源高比例接入的现代电力系统时代,电网规模及装机容量世界第一。电力变压器在系统中变换电压、联络电网及终端用户,是实现电能经济传输及合理分配的关键设备,其能否持续可靠安全运行,是整个电力系统能否正常工作的基石,涉及国家能源安全与经济社会可持续发展。变压器的油色谱分析技术以其独特的技术优势,在对变压器故障进行准确诊断方面贡献着举足轻重的力量,
学位
报纸
磁悬浮列车子系统间出现的非线性耦合振动会影响车辆运行的安全性与平顺性,其减振控制是常导低速磁浮列车应用中必须要解决的问题。磁悬浮列车运行过程中会受到各种原因的影响,导致车体产生非线性振动,其中,周期性非定常气动力是主要因素之一,然而,现有的理论研究过程中普遍忽略了气动升力,影响结果的准确性。本文以磁悬浮列车为研究对象,研究列车系统间发生共振的原因,分析系统非线性耦合振动的动力学特性和稳定性,找到了
学位
风电叶片是将风力的动能最终转变为机械能的主要结构,因此风电叶片的性能能否达到要求至关重要。风电叶片长期工作在受力方向不断变化的交变载荷环境中,导致近50%的风电机组在服役期内因为叶片疲劳损伤而无法正常工作。目前,国内主流的风电叶片疲劳测试方法是单轴惯性激振法,然而该方法存在测试精度低、测试周期长并且能量耗散大的问题。针对以上问题,本项目组前期提出了一种基于电磁激振的风电叶片双轴疲劳加载方式。本文针
学位
自由贸易试验区是我国深化经济体制改革、扩大对外开放的重要战略举措。自2013年上海自由贸易试验区(以下简称自贸区)设立以来,我国的自贸区建设共进行了六次扩容,数量达到21个。自贸区的设立与建设,有助于探索以制度创新为核心的经济体制改革,开展高质量对外开放和畅通国内统一大市场,推进经济增长。因此,研究自贸区的经济增长效应,特别是理清其中的作用机制,具有重要意义。为了探索自由贸易试验区的经济增长效应以
学位
分布式电源容量优化是规划微电网内部配置的一个重要环节,其过程是指综合考虑自然风光资源和负荷需求的动态平衡关系,以保证供电可靠性、成本经济性、环保性等方面综合达到最优为目标,利用优化算法计算出待规划的微电网中各类电源以及储能装置的容量。科学合理的配置方案可以大幅度提高电力系统对自然资源的消纳能力,增加分布式电源在电力系统中的渗透率,同时将分布式电源的出力不稳定特性对电力系统带来的冲击和影响控制到最低
学位
随着经济全球化和信息化的快速发展,单个企业之间的竞争逐渐升级为供应链之间的竞争。由于行业壁垒、利益冲突等因素,使得制造商无法充分与零售商分享信息,制造商在研发和销售绿色产品时,往往会利用其成本信息优势,通过对零售商谎报生产成本来实现自身利益最大化,这就导致制造商和零售商之间成本信息非对称现象,从而阻碍了供应链的发展。因此及时有效的信息共享成为实现供应链协调的前提,而如何对供应链之间信息非对称现象进
学位
报纸
科技的发展进步为我们的社会带来了巨大变革,传统材料已经很难满足人们社会生活发展的需要,二维材料的出现,为此带来了新的曙光。二维材料具有独特的性质和结构,其在电子器件、光学器件、能源转换、催化等领域具有广阔的应用前景。激光技术的发展促进了人们对二维材料非线性光学特性的研究,例如非线性吸收、非线性折射、受激散射等。积极探索新型二维材料优异的非线性吸收性能并促进其应用,是当前材料科学界的重要研究方向之一
学位