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基于符号熵特征提取方法的特种品质鸡蛋近红外光谱鉴别分析

赵勇;洪文学

【摘要】Fast,nondestructiveandaccurateidentificationofspecialquality

eggsisanurgentproblem.Thepresentpaperproposedanewfeature

extractionmethodbasedonsymbolentropytoidentifynearinfrared

spectroscopyofspecialqualityeggs.Theauthorsselectednormaleggs,

freerangeeggs,selenium-enrichedeggsandzinc-enrichedeggsas

researchobjectsandmeasuredtheneai-infrareddiffusereflectance

spectraintherangeof12000~4000cm-1.Rawspectraweresymbolically

representedwithaggregationapproximationalgorithmandsymbolic

entropywasextractedasfeaturevector.Anerror-correctingoutputcodes

multiclasssupportvectormachineclassifierwasdesignedtoidentifythe

spectrum.Symbolicentropyfeatureisrobustwhenparameterchanged

andthehighestrecognitionratereachesupto100%.Theresultsshowthat

theidentificationmethodofspecialqualityeggsusingnear-infraredis

feasibleandthesymbolentropycanbeusedasanewfeatureextraction

methodofneai-in-fraredspectra.%特种品质鸡蛋的快速、无损、准确鉴别是目

前急需解决的问题.提出利用符号熵特征提取方法进行特种品质鸡蛋的近红外光谱

鉴别.选择普通鸡蛋、柴鸡蛋、富硒蛋和富锌蛋作为研究对象,测得其在12000～4

000cm-1范围内近红外漫反射光谱,基于符号聚合近似算法进行符号化表示,提取

符号光谱序列的符号熵作为特征向量,然后设计纠错编码支持向量机多类分类器对

光谱进行定性鉴别.算法参数变化时,符号熵特征表现出很好的鲁棒性,最高识别率达

100％.研究结果表明利用近红外方法鉴定特种品质鸡蛋是可行的,同时符号熵可作

为一种新的近红外光谱特征提取方法.

【期刊名称】《光谱学与光谱分析》

【年(卷),期】2011(031)011

【总页数】4页(P2932-2935)

【关键词】近红外光谱;特征提取;符号熵;特种品质鸡蛋

【作者】赵勇;洪文学

【作者单位】燕山大学电气工程学院生物医学工程系,河北秦皇岛066004;燕山大

学电气工程学院生物医学工程系,河北秦皇岛066004

【正文语种】中文

【中图分类】O657.3

随着生活水平的提高，人们对鸡蛋的品质要求除了新鲜度之外，还会要求绿色和保

健功能。因此，市场上出现了名目繁多的特种鸡蛋。比如国内销售的有柴鸡蛋、高

维蛋，在国外高更有添加DHA的健脑蛋、添加硫酸亚铁的铁强化蛋等。特种品质

鸡蛋价格与普通鸡蛋相差甚远，但仍然有消费者愿意购买。于是就有不法商家以普

通鸡蛋冒充特种鸡蛋获取暴利，而针对特种品质鸡蛋的鉴别目前主要依靠经验，没

有专门的仪器，消费者和执法者在判断时都缺少科学的依据。因此亟需一种针对特

种品质鸡蛋的快速无损检测方法。

近红外技术光谱分析技术以其高效、无损、结果稳定等优点已经在石油化工、环境、

食品等领域中得到广泛的应用［1，2］。目前国内外已有一些利用近红外光谱技

术检测鸡蛋内部品质及新鲜度的相关报道［3，4］，但是还没有针对特种品质鸡

蛋的近红外光谱鉴别分析报告。

符号化时间序列分析是由符号动力学理论、混沌时间序列分析和信息理论发展起来