蔡剑华，胡惟文，王先春（湖南文理学院信息研究所，常德415000）



基于组合滤波的鱼油二十碳五烯酸含量近红外光谱检测

蔡剑华，胡惟文，王先春
（湖南文理学院信息研究所，常德415000）

摘要：为了提高鱼油二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid, EPA）含量的测定精度，该研究将经验模态分解（empirical mode decomposition，EMD）和数学形态学滤波相结合的近红外光谱去噪方法应用于鱼油的一阶导数光谱预处理中，给出了方法的原理和步骤，评估了该方法的去噪效果。运用偏最小二乘回归（partial least squares regression, PLSR）建立了鱼油EPA近红外光谱的预测模型，用处理后的光谱计算了鱼油中EPA的含量，并与九点平滑和小波变换方法的处理结果进行了对比分析。结果表明：与传统的九点平滑处理结果相比，信噪比（signal to noise ratio，SNR）从14 dB左右提高到35 dB左右，原始信号与消噪信号之间的标准差由0.005 71降到0.002 26；预测集的决定系数由0.959 3提高到0.987 9，预测均方根误差（root mean square error, RMSE）由0.060 1降为0.031 2。证明了组合的EMD和数学形态学滤波方法在光谱处理过程中的可靠性，提高了鱼油EPA含量近红外光谱的定量分析精度。

关键词：光谱测定；模型；经验模态分解；数学形态滤波；近红外光谱；鱼油；去噪

蔡剑华，胡惟文，王先春.基于组合滤波的鱼油二十碳五烯酸含量近红外光谱检测[J].农业工程学报，2016，32（01）：312-317.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.043 http://www.tcsae.org

Cai Jianhua, Hu Weiwen, Wang Xianchun.Near-infrared spectrum detection of fish oil eicosapentaenoic acid content based on combinational filtering[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering（Transactions of the CSAE）, 2016, 32 （01）: 312－317.（in Chinese with English abstract）doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.043 http://www.tcsae.org

0　引言

Dyerber等人发现鱼油中所含二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）具有抗血栓和抗动脉硬化的医药作用，从此鱼油制药品和食品深受人们的喜爱和关注[1-2]。近几年来，近红外光谱分析技术成为了对鱼油中的EPA和DHA进行定性、定量分析研究的重要手段[2]。……