[发明专利]一种基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法

权利要求书

1.一种基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集奶粉样品的拉曼光谱谱图；

(2)对拉曼光谱谱图进行前处理，包括以下步骤：

a.构建原始拉曼光谱数据矩阵X；

b.采用小波函数对矩阵X进行小波降噪处理得到矩阵D；

c.对矩阵D进行[0,1]区间归一化，得到矩阵Y：

其中，min(D)为矩阵D的最小值，max(D)为矩阵的最大值；

(3)采用SVM分类器对奶粉样品的拉曼光谱谱图数据进行分析，建立奶粉品牌鉴别的最佳特征峰，包括以下步骤：

A.将301cm^-1–1800cm^-1波段的奶粉拉曼光谱对应的矩阵Y取80％作为训练集、20％作为测试集，建立SVM分类器模型；对矩阵Y进行K-CV交叉验证，通过网格搜索得到最佳惩罚函数参数c和核函数参数g；

B.将301cm^-1–1800cm^-1波段的奶粉拉曼光谱等间距分成若干段，每个波段对应的矩阵Y分别取80％作为训练集，20％作为测试集，用步骤A中确定的最佳惩罚函数参数c和核函数参数g，建立SVM分类器模型；

C.对若干段矩阵Y分别进行100次SVM分类识别测试，得到平均识别率>80％的矩阵Y对应的特征波段；

D.将步骤C中得到的所有特征波段进行组合，用步骤A中确定的最佳惩罚函数参数c和核函数参数g，建立SVM分类器模型，再次进行分类识别，得到最佳识别率对应的特征波段组合，即最佳特征波段组合；

(4)对步骤D中确定的最佳特征波段组合，重新进行100次网格搜索，寻找特征波段组合对应的最佳惩罚函数参数c和核函数参数g，进行SVM分类识别测试，得到识别率为100％测试下出现频率最高的惩罚函数参数和核函数参数，即最佳算法参数；

(5)在步骤D中得到的最佳特征波段组合和步骤(4)得到的最佳算法参数下，进行奶粉品牌识别。

2.根据权利要求1所述基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法，其特征在于：步骤(1)采用D3便携式色散型稳频激光Raman光谱仪采集奶粉样品的拉曼光谱谱图数据，设定Raman光谱仪的参数如下：激光光源为785nm稳频激光，激光功率为450mW，CCD温度为制冷-85℃，光谱范围为100～3300cm^-1，系统解析度为2.5～3.0cm^-1，激光线宽为＜0.15nm，波数矫正为+/-1cm^-1，强度校正为YES，讯号质量为12000:1，重量为11kg，操作温度为0℃～50℃；采集奶粉样品的拉曼光谱谱图数据在暗室内进行，扫描时间为20s，平均扫描次数为3次。

3.根据权利要求1所述基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法，其特征在于：在步骤b中，采用wden小波函数对X进行小波降噪处理得到矩阵D，其中小波基函数取coif5。

4.根据权利要求1所述基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法，其特征在于：在步骤(3)中，建立SVM分类器采用的核函数为RBF核函数。

5.根据权利要求1所述基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法，其特征在于：在步骤(3)、(4)中，网格搜索的参数为cmin＝-10，cmax＝10，gmin＝-10，gmax＝10，v＝5，cstep＝0.5，gstep＝0.5，accstep＝4.5；其中，cmin：惩罚参数c的变化范围的最小值；cmax：惩罚参数c的变化范围的最大值；gmin：核函数参数g的变化范围的最小值；gmax：核函数参数g的变化范围的最大值；v：CV的参数，即给测试集分为几部分进行；cstep：惩罚参数c步进的大小；gstep：核函数参数g步进的大小；accstep：最后显示准确率图时的步进大小。

6.根据权利要求1所述基于特征峰及算法参数选取的奶粉品牌快速鉴别方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述最佳惩罚函数参数c的范围为1～6，最佳核函数参数g的范围为0～1。