基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及烟草加工技术领域，特别设及一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比 例计算方法和装置。
【背景技术】
[0002] 目前，卷烟加工企业应用近红外光谱分析技术进行烟叶品质特征的定量定性分析 已经较为普遍，譬如通过应用偏最小二乘法任L巧建立烟叶中糖、氮、烟碱等化学成分定 量模型，进行烟叶化学成分的定量分析；通过应用基于主成分及FIS肥R准则的投影方法 (PP巧建立烟叶部位（或等级）、香型风格、感官质量等烟叶品质特性的定性模型，并将分析 结果量化为相应的品质特性指数；应用近红外光谱结合现代数学方法从多角度客观评价烟 叶品质特性的技术已经相对成熟。
[000引但是，目前方法所获取的多种烟叶品质特性的客观量化数据，尚缺乏合理、有效的 综合利用手段，具体体现在中式卷烟加工过程中烟叶原料模块及叶组的配方设计中目前还 主要W配方设计人员的主观评价为导向的模式，缺乏有效的W客观评价量化数据为导向的 配方组合推荐及比例优化方法，不利用产品质量、数量的长期稳定W及可持续发展。
【发明内容】
[0004] 基于上述问题，本发明提供一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法和 装置，通过使用近红外光谱技术对不同烟叶类型进行分析，达到特征评价指数，并根据附加 均值矢量为机制目标的线性规划方法进行烟叶制品的配比比例设计，能够较好地实现配方 设计中质量与数量之间的平衡，有利于卷烟配方产品品质的协调性和稳定性。
[0005] 针对上述目的，本发明提供一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法， 包括：
[0006] S1、根据预设的各个烟叶样品的特征指数量化值W及采集的所述烟叶样品的近红 外光谱，分别建立所述烟叶样品的近红外特征模型W及近红外定量模型；
[0007] S2、采集各个与所述烟叶样品种类对应的待配比烟叶原料的近红外光谱；
[000引 S3、根据所述近红外特征模型与所述各个待配比烟叶原料的近红外光谱，分析所 述各个待配比烟叶原料的特征评价指数；
[0009] S4、根据所述各个待配比烟叶原料的特征评价指数，设定特征目标约束条件、数量 约束条件和允差值，对所述待配比烟叶原料的配比比例进行优化计算。
[0010] 其中，所述待配比烟叶原料的特征包括化学成分、部位特征、风格特征和感官质 量。
[0011] 其中，所述近红外特征模型为部位特征强度指数和风格特征指数强度的近红外模 型，所述近红外定量模型为烟叶感官质量和化学成分的近红外模型。
[0012] 其中，所述步骤S1还包括：
[0013] 通过应用偏最小二乘法任L巧建立所述近红外定量模型，通过应用基于主成分及 Fisher准则的投影方法（PP巧建立所述近红外特征模型。
[0014] 其中，所述步骤S4具体包括：
[0015] S41、将每个待配比烟叶原料的特征评价指数矩阵标记为Qu，其中，i = 1，2,…n， n为则待配比烟叶原料的种类，j = 1，2,…k，k为每个待配比烟叶原料的特征评价指数个 数；
[0016] S42、设定数量约束条件，对每个待配比烟叶原料分别设定最大比例值MaXi和最小 比例值Min;;
[0017] S43、计算附加均值矢量；
[001 引 QaPf'j、=诗;一 Qij
[0019] S44、设定目标约束条件和允差值：
[0020] 设第i个待配比烟叶原料的配方比例为Xi，且其附加均值矢量的配方比例为最小， 即Xw的值为最小；
[0021] 设第j个特征评价指数的配方目标值为Uj.，允差值为Vj.;
[0022] S45，建立配方比例Xi的求解方程；
[002引 min/ (X)，f (X) = Xn+i
[0024] Q u . Xi+...+Qij . Xi+...+Qnj . Xn+Qav山.Xn+i《U j+Vj
[002引 X i...，Xi...，X。，Max i
[0026] Er= 夺 馬' =100%
[0027] 根据上述公式求解Xi，设定Xw趋向于0,故忽略最小值X。+1，则Xi即为每个待配比 烟叶原料所对应的配方比例。
[002引根据本发明的另一个方面，提供一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算装 置，其特征在于，所述装置包括：
[0029] 烟叶样品模型建立单元，用于根据预设的各个烟叶样品的特征指数量化值W及采 集的所述烟叶样品的近红外光谱，分别建立所述烟叶样品的近红外特征模型W及近红外定 量模型；
[0030] 待配比烟叶原料近红外光谱采集单元，用于采集各个与所述烟叶样品种类对应的 待配比烟叶原料的近红外光谱；
[0031] 特征指数评价单元，用于根据所述近红外特征模型与所述各个待配比烟叶原料的 近红外光谱，分析所述各个待配比烟叶原料的特征评价指数；
[0032] 优化单元，用于根据所述各个待配比烟叶原料的特征评价指数，设定特征目标约 束条件、数量约束条件和允差值，对所述待配比烟叶原料的配比比例进行优化。
[0033] 本发明的基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法及装置，采用的基础客观 量化数据均基于不同类型烟叶的近红外光谱数据和模型，具有快速、无损、绿色、可实现在 线分析等优势；其次，采用数量约束与烟叶多种品质特性量化数据约束条件相结合的方式， 能够较好的实现配方设计中质量与数量之间的平衡；另外，采用附加均值矢量为极值目标 的线性规划方法通过虚拟一个各个品质参数平均化配比的均值矢量作为附加最小化极值 目标（反馈算法），来实现配比比例的唯一性和避免平均化配比的配伍理念，有利于卷烟配 方产品品质的协调性和稳定性。
【附图说明】
[0034] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0035] 图1示出了本发明实施例的基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法的流 程图。
[0036] 图2示出了本发明的基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。W下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[003引本发明的一个实施例中，提供一种基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方 法。
[0039] 图1示出了本发明实施例的基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法的流 程图。
[0040] 参照图1，本发明的基于近红外光谱的烟叶原料配比比例计算方法具体包括步 骤：
[0041] S1、根据预设的各个烟叶样品的特征指数量化值W及采集的所述烟叶样品的近红 外光谱，分别建立所述烟叶样品的近红外特征模型W及近红外定量模型；
[0042] S2、采集各个与所述烟叶样品种类对应的待配比烟叶原料的近红外光谱；
[0043] S3、根据所述近红外特征模型与