嶺南中草藥分類(lèi)鑒別的機(jī)器嗅覺(jué)實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf

1、嶺南地區(qū)中草藥資源品種多，分布廣，產(chǎn)量大，有不少質(zhì)量上乘的道地藥材及中成藥，素有“廣藥”之稱(chēng)。但由于藥材種類(lèi)繁多，來(lái)源復(fù)雜，不但貴重稀有藥材的偽劣品屢屢發(fā)現(xiàn)，一些常用普通中草藥都會(huì)有混淆品出現(xiàn)。因此，中草藥質(zhì)量的可控性研究一直是中醫(yī)藥界關(guān)注的熱門(mén)課題。在對(duì)中草藥分類(lèi)鑒別和質(zhì)量控制方面的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)詳細(xì)了解和分析的基礎(chǔ)上，本文探討了利用機(jī)器嗅覺(jué)技術(shù)，通過(guò)氣味綜合信息來(lái)建立一種鑒別、評(píng)價(jià)中草藥類(lèi)別和品質(zhì)等級(jí)的新方法。主要研究?jī)?nèi)容如下

2、： ⑴通過(guò)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的方差分析方法，研究了不同頂空空間、不同頂空生成時(shí)間和不同進(jìn)氣流量等影響機(jī)器嗅覺(jué)系統(tǒng)（俗稱(chēng)“電子鼻”）傳感器響應(yīng)特性的因素。通過(guò)對(duì)響應(yīng)信號(hào)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的分析，確定了獲得較佳信號(hào)的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)參數(shù)。研究表明，在中草藥樣品質(zhì)量一定（15g）、采樣時(shí)間為60s的條件下，較大容積的頂空空間（500ml）有利于保持信號(hào)的穩(wěn)定，30-60min的靜置時(shí)間可形成足夠濃度的、穩(wěn)定的頂空氣體；中速的進(jìn)氣流量（200ml/mi

3、n）即可保證采樣信號(hào)的穩(wěn)定性，也可使得樣品氣體與傳感器陣列充分接觸反應(yīng)。 ⑵對(duì)不同品種、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期的中草藥樣品進(jìn)行圖譜構(gòu)建，從直觀上分析了中草藥氣味指紋圖譜與藥材品種、產(chǎn)地及生產(chǎn)日期的關(guān)系。根據(jù)響應(yīng)曲線的趨勢(shì)和變化情況，分別選擇各個(gè)傳感器的3個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)（即最大響應(yīng)值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差），以及對(duì)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行4階多項(xiàng)式擬合得到的5個(gè)擬合參數(shù)，合共8個(gè)特征子集來(lái)組成原始特征參數(shù)向量。利用主成分分析方法和主元載荷分析方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原始

4、特征參數(shù)向量的降維。采用前五個(gè)主成分的得分值作為新的特征參數(shù)，使特征參數(shù)向量由80維降至5維，并且可以保留原始特征參數(shù)向量絕大部分（95％以上）的信息。 ⑶利用PCA分析得到的降維后的特征參數(shù)，通過(guò)距離判別、相關(guān)性分析以及線性判別分析等方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中草藥樣品的分類(lèi)鑒別。歐氏距離法判別效果最好，其次是馬氏距離法，相關(guān)性分析法判別性能不穩(wěn)定。PCA方法可以從高維空間中找出數(shù)據(jù)分布的主軸方向，但對(duì)分類(lèi)起重要作用的主成分的方差貢獻(xiàn)率較