[发明专利]基于太赫兹光谱技术的西洋参产地检测方法

说明书

本发明属于光谱检测领域，涉及一种基于太赫兹光谱技术的西洋参产地检测方法，包括：采集不同产地西洋参的样本的厚度、消光系数，形成样本集；将样本集划分为训练集和验证集；将训练集的消光系数和对应的产地信息作为输入，以支持向量机建立西洋参产地预测模型；采用所述预测模型对待检测的西洋参样本进行检测，输出产地预测结果。本发明将太赫兹光谱技术应用到西洋参质量检测中，以解决其产地辨识难、操作繁琐、费时、成本高的问题，对西洋参的质量控制具有重要意义。本发明利用太赫兹波的强穿透性、指纹谱特性，将太赫兹光谱技术与支持向量机结合建立产地预测模型，实现对西洋参产地快速、精准的预测。

技术领域

本发明属于光谱检测领域，具体涉及一种基于太赫兹光谱技术的西洋参产地检测方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

西洋参是药食同源的植物，健康安全，富含维生素、营养素等。西洋参能提神、延缓衰老，帮助抗癌，增强免疫系统，改善心脑血管状况；因此，它也被称为“绿色黄金”。西洋参原产于加拿大的蒙特利尔和美国中西部的威斯康星州，20世纪80年代开始在中国种植。西洋参的产地决定了其药用价值和经济价值。西洋参市场需求量大，不同产地西洋参的功效和价格差异明显。因此，有必要对西洋参的来源进行鉴别。

目前常用的中药鉴定方法有感官评价、显微特征、薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)和红外光谱(IR)。感官评价和微观分析的准确性较低。TLC和HPLC操作复杂。HPLC仪器昂贵，溶剂必须严格纯化。红外方法易受样品色散和环境中各种热源的影响，降低了其准确性。

太赫兹(THz)波有许多独特的特性。它的频带覆盖了许多大分子的振动能级和转动能级。它对分子间振动具有很强的敏感性，特别是对集体振动模式和空间结构的微小差异。同时，太赫兹波的单光子能量低，不会引起物质的电离和分解。

发明人之前研究提出了一种基于太赫兹时域光谱技术的人参道地性检测方法及系统，包括：获取待检测的人参样本；测量所述人参样本的厚度、太赫兹时域信号和太赫兹光谱，计算样本的消光系数；将所述消光系数输入到训练好的人参产地预测模型中，输出待检测人参样本的产地信息。但后续研究发现：该方法采用的随机森林，采用遗传算法进行了参数调优，参数调优的过程大约需要100min，时间较长。

发明内容

为了克服西洋参质量检测中产地辨识难、操作繁琐、费时、成本高的问题，本发明提供了一种将太赫兹光谱技术应用到西洋参质量检测中的快速、准确、安全无损的西洋参产地鉴别方法，对西洋参的质量控制具有重要意义。本发明利用太赫兹波的强穿透性、指纹谱特性，将太赫兹光谱技术与支持向量机结合建立产地预测模型，实现对西洋参产地快速、精准的预测。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种基于太赫兹光谱技术的西洋参产地检测方法，包括：

采集不同产地西洋参的样本的厚度、消光系数，形成样本集；

将样本集划分为训练集和验证集；

将训练集的消光系数和对应的产地信息作为输入，以支持向量机建立西洋参产地预测模型；

采用所述预测模型对待检测的西洋参样本进行检测，输出产地预测结果；

其中，采用太赫兹时域光谱测量样本的消光系数。

基于太赫兹光谱的独特优势，本发明应用太赫兹光谱技术研究西洋参产地的快速识别方法。并对来自加拿大、美国和中国三个产地的西洋参应用支持向量机(Supportvector machine,SVM)建立产地鉴别模型，并以准确率评价模型。该方法快速、准确、方便、无损，对西洋参的质量控制和工业发展具有重要意义。