一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，通过采集不同产地苦杏仁样本及易混淆品种桃仁样本的高光谱图像，基于不同预处理方法和分类模型成对组合比较，实现了苦杏仁药材不同产地分类及真伪鉴别；进一步基于苦杏仁苷含量的特征波段提取方法，建立了苦杏仁药材中苦杏仁苷含量的预测模型，实现了苦杏仁药材的品质优劣鉴别；本发明专利技术基于高光谱成像技术由内到外全面评价苦杏仁品质，为优质苦杏仁药材的挑选和鉴别提供了一种快速无损的分析方法，为中药材质量的工业化智能控制提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法
本专利技术涉及一种基于高光谱成像技术快速无损鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，属于中药质量控制领域。
技术介绍
苦杏仁是蔷薇科植物山杏PrunusarmeniacaL.var.ansuMaxim.、西伯利亚杏P.sibiricaL.、东北杏P.mandshurica(Maxim.)Koehne或杏P.armeniacaL.的干燥成熟种子，经典名方麻黄汤等的重要组成成分，是一种天然中药材，有效成分为苦杏仁苷，具有降气止咳平喘，降血脂血糖，抗肿瘤等药理作用。2020版《中国药典》规定苦杏仁药材中苦杏仁苷的含量不能低于3.0％。优质中药材是保障中成药成品质量的第一步。目前，中药质量存在中药原料产地不明、品种不清、化学成分含量不达标等问题，实际生产中优质苦杏仁分拣及真伪鉴别主要依靠人为性状鉴别和传统质量分析方法，存在主观性强，周期长，操作复杂、成本高的缺点，无法满足现场快速检测和工业上实时监测的要求。因此，需要开发一种快速无损全面评价苦杏仁品质及真伪的检测方法以满足实际工业生产的需要。r>高光谱成像技术是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)样品准备/n准备不同产地的若干苦杏仁样品作为产地分类样本集；准备若干苦杏仁样品和若干桃仁样品作为真伪鉴别样本集；抽取不同批次的苦杏仁样品作为苦杏仁苷定量样本集；/n(2)高光谱采集过程/n利用高光谱仪在898～1751nm范围内采集样品高光谱图像信息；/n(3)图像处理过程/n采集得到的高光谱图像进行黑白板校正，校正公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)样品准备
准备不同产地的若干苦杏仁样品作为产地分类样本集；准备若干苦杏仁样品和若干桃仁样品作为真伪鉴别样本集；抽取不同批次的苦杏仁样品作为苦杏仁苷定量样本集；
(2)高光谱采集过程
利用高光谱仪在898～1751nm范围内采集样品高光谱图像信息；
(3)图像处理过程
采集得到的高光谱图像进行黑白板校正，校正公式为：



其中，D是校正后反射率图像，Draw是原始反射率图像，Dwhite是白板参考图像，通过Teflon白板获取，Ddark是黑板参考图像，通过盖上镜头盖获取；
(4)感兴趣区域获取过程
通过掩膜操作提取样品建立模型所需区域范围内的光谱信息；
(5)苦杏仁苷含量液相分析过程
利用高效液相色谱法测定苦杏仁药材中苦杏仁苷含量实际值；
(6)模型的建立
以不同产地、不同品种光谱信息和产地分类标号、易混淆品种标号为输入项，分别建立产地分类、真伪鉴别样本集模型，比较不同光谱预处理方法和三种分类模型组合对产地分类、真伪鉴别模型建立的影响；以不同样本光谱信息与其相对应苦杏仁苷实测值为输入项，建立苦杏仁苷定量样本集模型，研究基于苦杏仁苷的不同特征波段提取方法对模型建立的影响；采用预测集对不同模型进行性能评估，筛选出预测能力最佳的模型；
样本集均按照Kennard-Stone算法以2：1的比例划分成训练集和预测集；
光谱预处理方法包括：无预处理，Savitzky-Golay平滑、一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变换；
特征波长提取方法包括：竞争性自适应重加权算法、连续投影算法、联合区间、向后区间、遗传算法；
建立的模型：产地分类和真伪鉴别模型包括偏最小二乘判别分析、随机森林、支持向量机；苦杏仁苷定量模型包括偏最小二乘法；
评估模型性能：产地分类和真伪鉴别模型包括分类准确率、混淆矩阵、ROC曲线三个指标，三个指标值越高，模型预测能力越好；苦杏仁苷定量模型包括训练集相关系数R2c、训练集均方根误差RMSEC、预测集相关系数R2P、预测集均方根误差RMSEP四个指标，R2c、R2P越高，R...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洁，张慧，颜继忠，殷文俊，张璐，姜慧洁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33