电子鼻瓜片茶的储存时间分类方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种分类方法，尤其是电子鼻瓜片茶的储存时间分类方法。
【背景技术】
[0002] 利用智能感官分析技术模拟人感官品评的功能和特征，结合多种算法提取智能感 官检测中有价值的、新颖的、精炼的、可理解的信息，进而获得相对应的预测模型和方法。电 子鼻是自20世纪90年代兴起的新型智能感官仪器，是一种模拟动物嗅觉器官的仪器。目 前已广泛应用于食品、饮料、环境监测以及农产品加工等领域。相比传统的检测分析方法， 电子鼻技术操作简单，灵敏度高，测定结果更加客观、可靠。
[0003] 随着农业信息技术的发展，在长期的茶叶科学技术的研宄与实践，通过电子鼻技 术产生和积累大量的具有重要现实意义和科学价值的茶叶数据信息。如何把这些收集到的 数据快速有效地进行分析、加工和提炼，是茶叶科学技术研宄的一个重要课题。
[0004] 茶叶数据研宄中存在大量的分类问题，现有的分类算法有很多种，比如经典的 有决策树、人工神经网络、贝叶斯、K最近邻算法、支持向量机等方法。序列最小优化算法 (SequentialMinimalOptimization，SMO)是由Platt在 1998 年提出的，是目前SVM处理 大数据集十分有效的方法。它是分解算法中固定工作集的特殊情形，将工作集的规模减到 最小一一两个样本。此外，该算法还具有不需要存储核函数矩阵，简单易行，不需要矩阵运 算等特点，使得该算法通常显现出整体的快速收敛特性。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种电子鼻瓜片茶的储存时间分类方法，
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的。
[0007] -种电子鼻瓜片茶的储存时间分类方法，步骤包括：
[0008] (1)瓜片茶叶样品分装并且储存；
[0009] (2)使用含有10个不同的金属氧化物传感器的电子鼻对瓜片茶叶样品进行检测， 按照不同时间下10个传感器检测的不同数据构建数据集；
[0010] (3)将样本集切割成10个相等的互不相交的子样本，轮流将其中9份样本作为训 练样本集构建模型，剩下的1个子样本验证所建的模型，以上步骤重复10次后的均值作为 对算法精度的估计，采用SM0算法对瓜片茶储存时间进行分类：
[0011] (a)选择两个变量，假如是ai，a2，其他变量ai(i= 3, 4，...，N)是固定的，最优 化问题的子问题可以写成：
[0013] 约束条件变为：
[0015] 0 ^a^C(i= 1, 2)
[0016] 其中：KfK(xi,Xj)，i,j= 1, 2,…，N，G是常数。为了叙述简单，记
[0018] 经过推导可得：
[0020]其中：
[0022] n=K11+K22_2K12
[0023] 经过修剪后的a^
[0025]其中：
[0029] (b)采用启发式方法进行变量选择，算法具体包括两层循环：外层循环和内层循 环，第一个变量的选择在外层循环，第二个变量的选择在内层循环，外层循环在所有样本中 择取违反KKT条件的样本点，检验所有样本是否满足KKT条件，即
[0031] 内层循环主要是寻求使成-&|的值最大的对应的变量作为第二个变量，如果通 过上述方法不能使目标函数的优化值有一定的降低，则遍历整个训练样本集，否则进入外 层循环重新寻找第一个变量。每完成一次优化后，要重置阈值b和更新每个变量所对应的 Ei值。
[0032] 进一步的，（1)将瓜片茶茶样品分别用锡纸袋进行小袋独立包装，每袋50g，袋口 密封，同时在袋中封入吸湿剂以防止茶叶受潮；然后放入冰箱中冷藏（4°C)保存。每隔15 天进行一次试验，共进行6次试验。每次试验取出需要的袋数，其余不动。
[0033] 进一步的，（2)数据集包括2112个样本，10个样本属性，6个类别。
[0034] 本发明的有益效果：
[0035] 本发明通过将SMO分类算法应用于实际的瓜片茶的储存时间分类，与其它方法相 比，更有效地将这些茶数据快速准确地转化为有价值的信息，这对我国茶叶科学技术的研 宄和开发的进一步完善具有重大的意义。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明电子鼻瓜片茶的储存时间分类方法的流程示意图；
[0037] 图2为本发明基于多项式核函数的SMO算法的储存时间误分可视化结果图；
[0038] 图3为本发明基于高斯核函数的SMO算法的储存时间误分可视化结果图。
【具体实施方式】
[0039] 下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0040] 1.茶叶样品的分装与储存
[0041] 研宄随储存时间的变化，茶叶、茶水、茶底的香气成分电子鼻响应信号的变化，将 茶叶密封、避光、冷藏。具体实施方法如下：
[0042] 将茶厂商所提供的瓜片茶茶样品分别用锡纸袋进行小袋独立包装。每袋50g，袋口 密封，同时在袋中封入吸湿剂以防止茶叶受潮；然后放入冰箱中冷藏（4°C)保存。每隔15 天进行一次试验，共进行6次试验。每次试验取出需要的袋数，其余不动。
[0043] 每次试验时，各个等级的茶叶分别准备70个重复样品，每个重复样品质量为5g， 双层薄膜密封在500ml的烧杯中，静置45min，室温25 土。C。
[0044] 2?电子鼻检测方法
[0045] 电子鼻采用德国Airsense公司生产的PEN3型电子鼻，含有10个不同的金属氧化 物传感器，得到10个传感器特征值。电子鼻的原理是利用特定的金属氧化物和生物膜，根 据挥发性物质分子接触引起膜电位微小的变化来判断是否有气味和气味的强弱，以特定的 传感器和模式识别系统进行快速提供被测样品的全面信息，提示样品的隐含特征，这种气 敏传感器具有可靠性高、灵敏度好和重复性强等特点。
[0046] 电子鼻PEN3的标准传感器阵列见表1。
[0047] 表1PEN3的标准传感器阵列
[0048]
[0049] 由电子鼻检测到瓜片茶茶数据的部分数据的详细信息情况见表2。其中，1到10 个传感器记录在不同时