广义模糊K调和均值聚类的近红外光谱生菜储藏时间鉴别

摘要：

生菜的储藏时间是影响生菜新鲜程度的重要因素。为了快速、无损和有效地鉴别生菜的储藏时间，以欧式距离的 p 次方代替模糊 K 调和均值聚类（FKHM ）中欧式距离的平方提出了一种广义模糊 K 调和均值聚类（GFKHM ）算法并将该算法应用于鉴别生菜的储藏时间。以60个新鲜生菜样本为研究对象，采用Antaris Ⅱ近红外光谱分析仪每隔12 h 检测生菜的近红外漫反射光谱，共检测三次，光谱扫描的波数范围为10000～4000 cm －1。首先用主成分分析（PCA）对1557维的生菜近红外光谱进行降维处理以减少冗余信息，取前20个主成分，经过 PCA 处理后得到20维的数据。然后用线性判别分析（LDA ）提取光谱数据的鉴别信息以提高聚类的准确率，取鉴别向量数为2，则 LDA 将20维的数据转换为2维数据。最后以模糊 C‐均值聚类（FCM ）的类中心作为 FKHM 和 GFKHM 的初始聚类中心，分别运行 FKHM 和 GFKHM 计算模糊隶属度以实现生菜储藏时间的鉴别。结果表明，GFKHM 的鉴别准确率能达到92.5％，FKHM 的鉴别准确率为90.0％，GFKHM 具有比 FKHM 更高的鉴别准确率。 GFKHM 的聚类中心比 FKHM 更逼近真实类中心。GFKHM 的收敛速度明显快于 FKHM 。采用近红外光谱技术同时结合 GFKHM ，PCA 和 LDA 为快速和无损地鉴别生菜储藏时间提供了一种新的方法。

关键词：近红外光谱、生菜、储藏时间、线性判别分析、模糊K调和均值聚类

所属期刊栏目：36

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金项目31101082;江苏高校优势学科建设工程项目PAPD资助

在线出版日期：2016-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1721-1725