[发明专利]一种基于可见近红外光谱的孵化前未受精禽蛋判别方法

权利要求书

1.一种孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)待检测样品的制备与待检测样品的光谱信息采集；

(2)采用适当的数学分析方法挑选代表性的建模样品；

(3)确定孵化前未受精禽蛋的最佳判别模型；

(4)采用孵化前未受精禽蛋的最佳判别模型判别待检禽蛋；

其特征在于，先将光谱数据进行预处理，预处理后的光谱数据采用数学分析方法剔除异常光谱数据，将经过剔除异常数据后的光谱数据采用数学分析方法挑选建模样品，确定建模比例；通过验证选择建模数据，得到最佳判别模型；采用最佳判别模型判别待检禽蛋。

2.根据权利要求1所述孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，所述步骤(1)中，待检测样品制备与待检测样品的光谱信息采集，具体包括如下步骤：

(1-1)取品种相同，放置时间相同，放置环境相同，且未经过水或化学药剂清洗的禽蛋作为实验样品；

(1-2)在检测环境相同条件下，采用可见近红外光谱的孵化前未受精禽蛋检测装置采集孵化前禽蛋的光谱信息，采集过程中，为充分采集孵化前禽蛋的透射光谱信息，每次旋转一定角度，静置后采集孵化前禽蛋的光谱信息；

(1-3)采集光谱信息后，将检测样品按照检测顺序编号，在同一环境下进行孵化，孵化至可采用人工观测的方法确定受精禽蛋与未受精禽蛋，并标定受精禽蛋的光谱定性值为1，未受精禽蛋的光谱定性值为0。

3.根据权利要求1所述孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用数学分析方法挑选代表性的建模样品，具体包括如下步骤：

(2-1)对所述步骤(1-2)的光谱数据取平均值并选择特定波段的数据，采用平滑(S-G)、变量标准化(SNV)预处理方法进行预处理；

(2-2)所述预处理后的光谱数据采用数学分析方法剔除异常光谱数据，所述的数学分析方法为马氏距离法(MD)、杠杆值法(Leverage)与T检验法。

(2-3)所述经过剔除异常数据后的光谱数据采用数学分析方法挑选建模样品，采用马氏距离网格法选择建模数量，确定校正集与验证集的建模比例。

4.根据权利要求1所述孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，所述步骤(3)中，确定孵化前未受精禽蛋的最佳判别模型，具体包括以下步骤：

(3-1)所述步骤(2)中的建模样品按照3:1的比例分为校正集与验证集，采用数学分析方法建立孵化前未受精禽蛋的判别模型，所述的建模分析方法为朴素贝叶斯算法(NB)；

(3-2)校正集光谱数据采用数学分析方法进行模型内部交叉验证，所述内部交叉验证算法为留一法(Leave one out)，通过不断选择建模样品数据，得模型内部交叉验证准确率最高的模型；

(3-3)采用所述的朴素贝叶斯算法(NB)利用验证集样品数据进行模型的外部验证，通过不断选择验证集样品数据，得模型外部验证准确率最高的模型；

(3-4)综合所述模型内部交叉验证准确率与外部验证准确率，确定孵化前未受精禽蛋的最佳判别模型。

5.根据权利要求1所述孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采用孵化前未受精禽蛋的最佳判别模型判别待检禽蛋，具体包括以下步骤：

(4-1)采用与所述步骤(1-1)相同的禽蛋，在与所述(1-2)相同的环境依次采集每一枚禽蛋的可见近红外光谱，获得与所述步骤(1-2)相同的透射光谱数据；

(4-2)将所述的一枚禽蛋的光谱数据进行预处理，预处理方法与所述步骤(2-1)相同；

(4-3)将所述步骤(4-2)的每一枚孵化前未受精禽蛋的光谱输入最佳判别模型并计算判别值，识别每一枚待测禽蛋，实时输出检测结果，最后统计判别准确率。

6.根据权利要求1所述孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，所述步骤(1-2)中的旋转角度为0°、60°、120°。

7.根据权利要求1所述基于可见近红外光谱的孵化前未受精禽蛋判别方法，其特征在于，所述步骤(2-1)中的特定波段为可见近红外光谱波段，其波长范围为500nm-940nm。

8.实现权利要求1-7中的任一项所述孵化前未受精禽蛋方法的检测装置，其特征在于：包括光谱采集单元、数据处理系统、温度控制单元、暗箱，所述数据处理系统置于计算机内，所述的光谱采集单元与温度控制单元分别与计算机内的数据处理系统相连；

所述光谱采集单元，包括光谱仪、光纤、光源；光纤安装于升降台，置于待测样品上方，与待测样品的距离可升降台控制，光源为卤钨灯，置于样品下方；

所述数据处理系统包括光谱曲线显示、光谱数据的保存、建立判别模型、识别未受精禽蛋；

所述温度控制单元包括温度传感器、单片机系统，温度传感器置于光源附近，随时监测检测环境的温度，若温度高于检测温度，向所述数据处理系统发送信息，数据处理系统发出警报；

所述暗箱包括喷涂黑色哑光漆的铝型材支架、黑色铝塑板外壳、载物台，载物台为喷涂黑色哑光漆的金属铝平板，中间设有直径为20mm-60mm大的可调节圆形孔，圆形孔上方覆盖有遮光海绵。