恭喜石河子大学马本学获国家专利权
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龙图腾网恭喜石河子大学申请的专利哈密瓜表面农药残留鉴别方法及鉴别模型构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115420703B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211106546.6,技术领域涉及:G01N21/3563;该发明授权哈密瓜表面农药残留鉴别方法及鉴别模型构建方法是由马本学;胡雅婷;李玉洁;张原嘉;喻国威设计研发完成,并于2022-09-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本哈密瓜表面农药残留鉴别方法及鉴别模型构建方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种哈密瓜表面农药残留鉴别模型的构建方法,该方法包含制备用于对模型进行训练的哈密瓜样本,采集哈密瓜样本的高光谱图像,提取高光谱图像的光谱数据并对其预处理,对蜜獾算法HBA采用自适应t分布突变方法进行突变处理;输入预处理后的光谱数据,并将该光谱数据分为测试集和训练集,利用突变后的tHBA算法对ELM分类模型进行优化处理,获得最终鉴别模型tHBA‑ELM;本发明还公开了一种哈密瓜表面农药残留鉴别方法,该方法利用上述构建方法构建的鉴别模型对待检测哈密瓜样本进行检测并输出鉴别结果,利用该鉴别模型不仅可对哈密瓜表面农药残留进行无损检测,而且检测效率高,同时,可对不同种类农药进行精准鉴别。
本发明授权哈密瓜表面农药残留鉴别方法及鉴别模型构建方法在权利要求书中公布了:1.一种哈密瓜表面农药残留鉴别模型的构建方法,其特征在于,包含以下步骤:S1、选取哈密瓜样本,并将哈密瓜样本随机分为对照组和实验组,在对照组的哈密瓜样本表面均匀喷洒蒸馏水,在实验组的哈密瓜样本表面均匀喷洒农药溶液,所制备好的样本在室内存放10-14小时;S2、在SWIR高光谱成像系统中采用漫反射模式获取哈密瓜样本的高光谱图像,提取高光谱图像的光谱数据,并对所得光谱数据进行归一化预处理;S3、选择蜜獾算法HBA作为优化算法,同时,对蜜獾算法HBA采用自适应t分布突变方法进行突变处理获得tHBA算法;在步骤S3中,对蜜獾算法HBA进行突变处理的方法包含:在蜜獾算法HBA中引入作为t分布的自由度参数,该自由度参数用于在算法中扰乱蜜獾所在位置,突变处理得到新的蜜獾算法,也即tHBA算法,其中,该tHBA算法中蜜獾位置算法具体为: (1),其中,为扰动后蜜獾的位置,为蜜獾i第t次迭代时的位置,为迭代次数,为以算法的迭代次数为自由度参数的t分布;S4、输入预处理后的哈密瓜样本的光谱数据,并将该光谱数据分为测试集和训练集,选择神经网络学习算法ELM作为分类模型,利用tHBA算法对ELM分类模型进行优化,并利用光谱数据对优化后的ELM模型进行训练并获得最终鉴别模型tHBA-ELM;在步骤S4中,利用tHBA算法对ELM分类模型进行优化处理,具体包含:S41,利用tHBA算法获取每次迭代时ELM模型中的输入层与隐含层间的连接权值ω和隐含层神经元阈值b,利用该每次获取的输入层与隐含层间的连接权值ω和隐含层神经元阈值b对ELM模型进行优化,并以训练集内的哈密瓜样本的光谱数据作为优化后的ELM模型的训练样本对其进行训练;S42,以测试集内的哈密瓜样本的光谱数据对训练后的ELM模型进行验证;S43,在迭代次数达到最大值时,终止寻优过程并输出全局最优的输入层与隐含层间的连接权值ω和隐含层神经元阈值b,利用该最优的输入层与隐含层间的连接权值ω和隐含层神经元阈值b对ELM模型进行优化得到最终鉴别模型tHBA-ELM;在对ELM模型进行训练优化时,所述tHBA算法的具体步骤包含:1)确定tHBA算法中的相关参数,并利用公式(2)对种群进行初始化; (2)其中,为0到1之间的随机数,为N个种群中候选的第i蜜獾位置,和分别为搜索域的下界和上界;2)利用公式(3)定义气味强度;气味强度与猎物集中程度和蜜獾之间的距离有关, (3) 其中,为气味强度,为0-1之间的随机数,为源强度或浓度强度,为猎物与蜜獾之间的距离,为猎物位置;3)利用公式(4)更新密度因子;该密度因子值可控制时便随机,保证勘探到开采的平稳过渡;更新随迭代次数减少的递减因子α,以减少随时间的随机化, (4)其中,为最大迭代次数,为一个≥1的常数默认为2;逃离局部最优;HBA使用符号来改变搜索方向,以利用智能体严格扫描搜索空间的高机会;生成[0,1]之间的随机数rand,如果randp(p为变异概率),则根据式(1)进行自适应t分布变异,计算适应度值并更新蜜獾位置;当迭代次数超过时,寻优过程将终止并输出全局最优位置,即输入层与隐含层间的连接权值ω和隐含层神经元阈值b的最优值。
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