[发明专利]一种基于近红外光谱的烟叶以及卷烟叶组配方的替代方法

说明书

本发明的目的在于提供一种基于近红外光谱的烟叶以及卷烟叶组配方的替代方法，通过一种局部校正的光谱预处理方法及集成的光谱相似度算法，排除了光谱中的基线、散射等干扰因素，实现从光谱相似到烟叶相似的转化，实现辅助卷烟叶组配方维护过程中的烟叶替代的方法，减少配方维护人员的评吸量，同时也避免了感官评吸过程的主观性和不稳定性。

技术领域

本发明属于卷烟叶组配方领域，具体涉及卷烟产品叶组配方维护，利用片烟近红外光谱数据及光谱相似度分析辅助卷烟叶组配方维护及产品开发；本发明提出一种基于近红外光谱的烟叶相似度特征光谱提取，

背景技术

卷烟的风格品质是产品设计人员通过对不同产地、品种、等级的烟叶进行配比而形成的。在某种原料用完后，需通过单料烟评吸筛选、配方维护小样制作及评吸确认等环节来确定替代烟叶，完成配方维护。烟叶替代及配方维护主要依赖于配方人员的经验积累及评吸判断，工作强度大、主观性强。若能通过仪器检测方法，利用客观数据来辅助配方，对减少评吸人员的抽烟量和提高卷烟质量稳定性有重要意义。

近年来很多人在研究卷烟配方辅助技术，专利申请CN200810237699公开了建立一种基于关联规则的卷烟配方维护数据挖掘系统及方法，通过挖掘历史配方中烟叶组合规律，应用关联规则原理指导实际配方维护；历史规律是经验的总结，应用过程中要求同产地、或者同部位烟叶年度间风格品质基本稳定，但是烟叶是田间作物，待选用烟叶或者烟叶组合的品质风格很有可能和历史用的同产地、同部位的烟叶发生重大变化，所以指导实际配方很有可能发生偏离，况且利用传统配方经验，对评吸人员的稳定性要求较高，数据分析难度大。

专利申请CN201610380743公开了一种用于卷烟配方归类的方法，通过热重分析研究烟草在热解燃烧过程中的特征变化，把失重曲线相似的单等级片烟原料归为抽吸口感接近的一类。是从燃烧这一物理过程评判烟叶的接近程度。

专利申请CN201811305657提供一种基于非负矩阵分解的智能卷烟配方维护方法，将配方数据转换成实际的二进制配方矩阵Y，将单料烟组转换成二进制配方向量作为模型输入构建模型，实现单料烟替代和配方维护；专利申请CN201210344034公开了一种基于近红外光谱信息的SIMCA辅助卷烟配方的方法，通过比对待替代烟叶的近红外光谱和数据库中保存的烟叶近红外光谱马氏距离，距离越小代表烟叶越相似，并通过感官确认最终筛选出可替代烟叶。在一定程度上反应烟叶的接近程度，但是近红外光谱包含了烟叶的大量物质信息，但也包含很多背景，仪器、温湿度等外部干扰因素，仅仅通过光谱投影的马氏距离来表达光谱相似并推广到烟叶相似，并不客观准确。并且该方法仅仅从烟叶一对一替代的角度分析，并不能反应烟叶配方组合后“配伍性”的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光谱相似的辅助卷烟叶组配方维护方法，通过一种局部校正的光谱预处理方法及集成的光谱相似度算法，排除了光谱中的基线、散射等干扰因素，实现从光谱相似到烟叶相似的转化，实现辅助卷烟叶组配方维护过程中的烟叶替代的方法，减少配方维护人员的评吸量，同时也避免了感官评吸过程的主观性和不稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

步骤1)采集片烟样品的红外光谱数据：

按照产区、部位等级、年份分布状况选取烟叶样本，采集上述烟叶样本的近红外光谱；

步骤2)光谱预处理：

采用一阶导数结合局部校正LSNV(Localized Standard Normal Variation)模型对步骤1)得到的近红外光谱进行预处理，其中所述的局部校正模型可以表示为：

其中x_j代表第j个波段的吸光度值，a_j代表第j个波段的吸光度值的平均值，b_j代表第j个波段的吸光度值的标准偏差，j＝1,2……k；