[发明专利]一种基于激光诱导击穿光谱茶叶品种识别方法

权利要求书

1.一种基于激光诱导击穿光谱识别茶叶品种的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)茶叶样品制备及光谱信号获取：对茶叶样品进行预处理，分别对不同品类茶叶进行干灰化处理，将残留物质使用压片机压片状样品；采用基于激光诱导击穿光谱即LIBS检测方法获取已知种类的光谱，并对茶叶光谱数据进行归一化处理；

(2)茶叶光谱特征光谱矩阵获取：通过比较不同种茶叶相同谱峰获取茶叶特征光谱矩阵X，实现茶叶光谱数据信息提取，而对应样本种类组成类别向量Y；

(3)获取权重因子：对所得LIBS特征光谱矩阵X与类别向量Y进行沿列方向的去均值运算，得到去均值后的光谱阵ΔX和类别向量ΔY；依次对ΔX的每一列与ΔY进行PLS回归，得到权重因子f；

(4)求取标准差：求特征光谱矩阵ΔX的每一列的标准差；

(5)特征谱线确定：计算PLS投影系数，设定阈值选择特征谱线个数；

(6)判别模型建立及测试：在所测茶叶光谱数据N个中，选择K个茶叶光谱数据使用PLSDA判别模型进行建模，(N-K)数据进行模型评价，且K≥(N-K)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)比较不同品种茶叶LIBS光谱，选择不同种茶叶相同谱峰作为特征光谱，有效减少光谱数据冗余。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)求特征光谱矩阵ΔX的每一列的标准差，因为步骤(3)中已将其取均值，故所求标标准差为：

$q_j=\sqrt{\frac{1}{m-1}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\ΔX}}_{i,j}^2},j=1,2,...,m---\left(1\right)$

其中m为样本数，n为光谱波长点数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：LIBS光谱矩阵各波长点数据的标准差与对应波长的权重因子相乘所得结果定义为茶叶光谱LIBA光谱的PLS投影系数：

r_j＝|q_j×f_j|j＝1,2,...,m(2)

其中f_j是在某波长下PLS回归系数的回归因子。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)通过便于分析对投影系数数据进行归一化处理，得到系数向量：

R＝{r_j＝r_j/max(r_j)|j＝1,2,...,m}(3)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)通过建立PLSDA模型，实现茶叶品种的准确识别。