Estudio del método de clasificación y reconocimiento de diferentes marcas de cigarrillos basado en espectroscopía en el infrarrojo cercano y OPLS-DA

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摘要

Para la clasificación precisa de marcas de cigarrillos, se propone un nuevo método rápido para la identificación de marcas de cigarrillos basado en la tecnología de análisis de espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIRS) combinada con el reconocimiento de patrones supervisado. Los espectros del tabaco se preprocesaron utilizando métodos como la transformación de variable normal estándar (SNV), la corrección de dispersión múltiple (MSC), la primera derivada (FD), la segunda derivada (SD) y el suavizado de Savitzky-Golay (SG), así como sus combinaciones. Se emplearon tres métodos de reconocimiento de patrones: análisis de componentes principales (PCA), análisis discriminante por mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) y análisis discriminante por mínimos cuadrados ortogonales parciales (OPLS-DA) para clasificar y reconocer diferentes marcas de tabaco, utilizando la tasa de precisión de clasificación como indicador de evaluación. Los resultados experimentales muestran que: (1) las gráficas de puntuación de los componentes principales de los espectros del infrarrojo cercano del tabaco se superponen, la distinción no es clara, y PCA no pudo identificar las 5 marcas de tabaco terminado; (2) el modelo PLS-DA preprocesado con MSC+FD ofrece un buen efecto de reconocimiento, con tasas de precisión de clasificación del 100% para el conjunto de calibración y del 98,3% para el conjunto de prueba; (3) el modelo OPLS-DA preprocesado con MSC+SD presenta el mejor desempeño de reconocimiento, con índices de ajuste para variables independientes (R2X), variables dependientes (R2Y) e índice de predicción del modelo (Q2) de 0.485, 0.907 y 0.748 respectivamente, y tasas de precisión de clasificación del 100% tanto en los conjuntos de calibración como en los de prueba. Esto indica que la tecnología NIRS combinada con el método de reconocimiento supervisado OPLS-DA para establecer un modelo de clasificación de marcas de tabaco tiene las ventajas de ser eficiente, rápido, preciso y no destructivo, proporcionando un nuevo método rápido para la identificación de la clasificación de tabaco para cigarrillos.

关键词

espectroscopía en el infrarrojo cercano; tabaco terminado; clasificación y reconocimiento; análisis de componentes principales (PCA); análisis discriminante por mínimos cuadrados parciales (PLS-DA); análisis discriminante ortogonal por mínimos cuadrados parciales (OPLS-DA)

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