卷积神经网络允许使用近红外光谱学预测 (Dioscorea alata L.) 面粉中的粉含量
Mahugnon Ezékiel Houngbo1,2, Lucienne Desfontaines3, Jean-Louis Diman4
1CIRAD, UMR AGAP Institut, Montpellier, France.
卷积神经网络 (CNN) 通过近红外光谱学 (NIRS) 准确预测氨含量. 这种深度学习方法克服了传统方法的局限性,使得高通量表型化能够改善质量.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 食品科学 食品科学 食品科学
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 洋 (Dioscorea alata L.) 是一种主食,但却缺乏结核质量的表型.
- 近红外光谱 (NIRS) 是用于茎化学成分分析的可靠工具.
- 此前,NIRS未能预测粉糖含量,这是一个关键的质量特征.
研究的目的:
- 开发和验证基于NIRS的方法,用于预测山麦粉粉含量.
- 为了比较部分最小平方 (PLS) 和卷积神经网络 (CNN) 对于粉素预测的性能.
- 建立NIRS作为一种高吞吐量型化方法来确定质量.
主要方法:
- 使用NIRS分析了186个山麦面粉样本.
- 两种校准方法PLS和CNN被开发和验证.
- 在一个独立的数据集上使用R2,RMSE和RPD来评估模型性能.
主要成果:
- 与PLS模型 (R2=0.72,RMSE=1.33,RPD=2.13) 相比,CNN模型获得了更高的性能 (R2=0.89,RMSE=0.81,RPD=3.49).
- 该PLS模型不符合NIRS预测的质量标准 (RPD<3,R2<0.8).
- CNN模型被证明是预测氨糖含量的可靠和有效方法.
结论:
- 使用NIRS,CNN模型显示了高精度和高效率的预测米洛斯含量.
- 使用NIRS的深度学习为质量评估提供了一种可行的高通量表型化方法.
- 使用NIRS准确预测粉素可以帮助繁殖计划,改善产品的质量和接受度.
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