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一种基于改进的XGBoosting算法对婴幼儿奶粉中的脂肪含量的预测模型

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1464-1471页

作者：张文婧薛河儒姜新华刘江平黄清内蒙古农业大学计算机与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018

婴儿奶粉成分配比中,脂肪有着重要地位。脂肪不仅是婴儿生长发育中的重要成分,同时也为婴儿的生长提供必需的能量,对于婴儿脑发育及神经髓鞘的形成具有重要意义。化学的婴儿奶粉脂肪含量检测如乙醚提取法,方法检测灵敏,但存在破坏样本... 详细信息

婴儿奶粉成分配比中,脂肪有着重要地位。脂肪不仅是婴儿生长发育中的重要成分,同时也为婴儿的生长提供必需的能量,对于婴儿脑发育及神经髓鞘的形成具有重要意义。化学的婴儿奶粉脂肪含量检测如乙醚提取法,方法检测灵敏,但存在破坏样本和检测周期较长的缺点,因此寻求一种为婴儿奶粉成分的无损检测方法,高光谱成像技术提供了一种可能的途径。以内蒙古地区不同阶段的婴儿奶粉为研究对象,采用多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)、平滑滤波算法(Savitzky-Golay)、鲁斯特算法(Roust)等对高光谱数据进行预处理,再利用竞争性自适应重加权算法(CARS)算法从125个特征波长中筛除光谱数据中冗余的波长保留有效波长66个。对极值梯度提升算法(XGBoosting)算法进行了贝叶斯优化(BO),最终构建了基于BO-XGBoosting对婴儿奶粉脂肪含量的预测模型。结果显示,该模型预测效果优于传统的偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量回归(SVR)模型,且优于集成算法中Bagging、GrdientBoosting算法。贝叶斯优化极值梯度提升算法BO-XGBoosting模型在测试集实验,得到的决定系数(R^(2))和均方根误差(RMSEP)分别为0.9537和0.5773,比XGBoosting算法的R^(2)和RMSEP分别提高2.91%和降低19.2%。该研究为奶粉中脂肪含量的预测提供了基于BO-XGboosting集成算法的快速无损检测的算法支持和理论依据。

关键词：高光谱贝叶斯优化 XGBoosting模型脂肪含量无损检测

基于多标记深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度无损检测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 580-587页

作者：徐子洋姜新华白洁张文婧李靖内蒙古农业大学计算与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际... 详细信息

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际需求。高光谱成像技术作为一种快速、无损、高效的检测技术,可以有效地获取冷鲜羊肉腐败过程中表面、内部组成和理化变化信息。提出一种基于改进深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度评价模型,增加特征筛选挖掘与多个评价指标相关的光谱信息,同时增加层增长控制有效防止模型过拟合。采集了0~14天4℃贮藏环境中羊肉样本的400~1000 nm高光谱数据,采用实验室方法测定了样本的挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值、菌落总数(TAC)和大肠菌群近似数(ANC)指标值。选择感兴趣区域提取光谱数据,通过S-G平滑滤波法和多元散射校正法对原始光谱数据进行预处理,利用连续投影法提取了18个特征波段。将数据集按照3∶1划分为训练集和测试集;利用本文提出的改进深度森林算法建立新鲜度等级分类模型。结果表明,新鲜度等级分类总体精度为0.9857,并利用hamming loss、one-error、ranking loss和marco-AUC四种多标记度量指标评价模型性能,分别为0.0257、0.0143、0.0142和0.9986,均优于传统多标记分类算法也表明,该多指标新鲜度评价模型可用于羊肉新鲜度的快速无损检测,改善了单一新鲜度检测指标模型分类的局限性,为后续高光谱成像技术的多指标无损检测提供了方法。

关键词：高光谱冷鲜羊肉新鲜度多标记分类深度森林

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面向时间有序事务数据的聚簇频繁模式挖掘

软件学报 2024年

作者：王少鹏牛超煜内蒙古大学内蒙古大学计算机学院内蒙古教育部生态大数据工程研究中心内蒙古云计算与服务工程实验室

本文首次对时间有序事务数据中聚簇频繁模式的挖掘问题进行研究.为了解决Naive算法处理该问题时存在冗余运算的问题,提出了一种改进的聚簇频繁模式挖掘算法ICFPM (Improved Cluster Frequent Pattern Mining,ICFPM).该算法使用了2种优... 详细信息

本文首次对时间有序事务数据中聚簇频繁模式的挖掘问题进行研究.为了解决Naive算法处理该问题时存在冗余运算的问题,提出了一种改进的聚簇频繁模式挖掘算法ICFPM (Improved Cluster Frequent Pattern Mining,ICFPM).该算法使用了2种优化策略,一方面可以利用定义的参数minCF,有效减少挖掘结果的搜索空间,另一方面可以参考(n–1)项集的判别结果加速聚簇频繁n项集的判别过程,算法还使用了ICFPM-list结构来减少候选n项集的构建开销.基于2个真实世界数据集的仿真实验证明了ICFPM算法的有效性,与Naive算法相比, ICFPM算法在时间和空间效率方面得到了大幅度的提高,是解决聚簇频繁模式挖掘的有效方法.

关键词：时间有序事务数据聚类频繁模式数据挖掘向下闭包

基于光谱学方法解析发酵驼乳和发酵牛乳加工及贮藏特性

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食品科学 2024年第14期45卷 85-93页

作者：王丹张婷赵谦张文秀张文羿姚国强王记成白梅内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室农业农村部奶制品加工重点实验室内蒙古自治区乳品生物技术与工程重点实验室内蒙古呼和浩特010018

以驼乳和牛乳为原料制备凝固型发酵乳,分别采用多频扩散波光谱法和多重光散射光谱法对发酵过程中乳的微流变特性和稳定性进行分析,并测定滴定酸度、活菌数、黏度、持水力和质构指标等参数。结果表明:驼乳和牛乳到达发酵终点所用时间分别... 详细信息

以驼乳和牛乳为原料制备凝固型发酵乳,分别采用多频扩散波光谱法和多重光散射光谱法对发酵过程中乳的微流变特性和稳定性进行分析,并测定滴定酸度、活菌数、黏度、持水力和质构指标等参数。结果表明:驼乳和牛乳到达发酵终点所用时间分别为9.5、6.5 h;微流变分析显示,发酵过程中驼乳弹性因子和宏观黏度指数小于牛乳,流动因子和固液平衡值大于牛乳,呈低黏弹性的液体状态;多重光散射稳定性分析显示,稳定性在发酵期间为牛乳>驼乳,在贮藏期间为发酵驼乳>发酵牛乳,说明驼乳发酵后内部结构更紧密,稳定性增高;贮藏期间,发酵驼乳滴定酸度低于发酵牛乳,活菌数均大于1×10^(7)CFU/mL,存在显著性差异(P数据参考和理论依据,为小品种特色发酵乳产品的多元化开发提供了思路。

关键词：发酵驼乳发酵牛乳微流变多重光散射

融媒背景下新时代廉洁文化传播路径探析——以浙江省廉洁文化融媒传播实践为例

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中国广播电视学刊 2024年第8期 118-121页

作者：俞岚浙江传媒学院纪检监察室

廉洁文化建设是“三不腐”的重要一环,也是党的自我革命战略的重要载体。融媒时代,传播技术的革新为廉洁文化的传播推广创造了新的机遇。浙江省紧贴前沿领域,运用新型传播模式,从廉洁文化题材创作、传播阵地拓展、数智传播研究应用等方... 详细信息

廉洁文化建设是“三不腐”的重要一环,也是党的自我革命战略的重要载体。融媒时代,传播技术的革新为廉洁文化的传播推广创造了新的机遇。浙江省紧贴前沿领域,运用新型传播模式,从廉洁文化题材创作、传播阵地拓展、数智传播研究应用等方面,积极探索廉洁文化传播的新范式,以媒体传播优势不断擦亮“浙里廉风”廉洁文化品牌。本文通过调研分析、数据比对,从打破传播壁垒,创新传播方式,坚持内容为王,强化系统联动等方面,探索融媒时代廉洁文化传播的创新路径。

关键词：融媒时代廉洁文化传播移动优先数智赋能

数控车床主轴热误差SHO–LSTM预测建模

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 277-288页

作者：陈庚郭世杰丁强强苏哲唐术锋内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役机器人重点实验室内蒙古呼和浩特010051

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热... 详细信息

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据DB(Davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和Silhouette(Silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(SHO)对时序预测网络(LSTM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用S折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差SHO–LSTM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)的预测效果进行评估。最后,在CKA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的DB指标降低了89.00%,BWP和Silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)与未优化的时序预测网络(LSTM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(SHO)可以提高时序预测网络(LSTM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低了3%、57%,SHO–LSTM主轴热误差预测模型的鲁棒性和准确性更高。

关键词：数控机床主轴热误差 GOA-FCM算法热误差预测 SHO-LSTM网络

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情感强度回复生成模型

计算机科学与探索 2024年第5期18卷 1339-1347页

作者：马志强周钰童贾文超许璧麒王春喻内蒙古工业大学数据科学与应用学院呼和浩特010080 内蒙古工业大学内蒙古自治区基于大数据的软件服务工程技术研究中心呼和浩特010080

情感对话生成模型在回复生成中未考虑情感强度因素,导致生成回复的情感表达存在波动不恰当性,降低用户交互体验。受情绪心理学中情感强度工作的启发,提出一种情感强度回复生成模型(EIRGM)。模型包括情感强度预测单元、语境编码模块和情... 详细信息

情感对话生成模型在回复生成中未考虑情感强度因素,导致生成回复的情感表达存在波动不恰当性,降低用户交互体验。受情绪心理学中情感强度工作的启发,提出一种情感强度回复生成模型(EIRGM)。模型包括情感强度预测单元、语境编码模块和情感强度回复生成单元,其中情感强度预测单元为回复语句提供情感类别和情感强度,语境编码模块单元为回复语句提供内容基础,情感强度回复生成单元构成用于回复语句中情感和强度的表达。实验以NLPCC2018开放域对话数据集为基础,开展了情感恰当性、情感强度恰当性、内容关联性以及对话持续性等实验。实验结果表明,EIRGM在情感恰当性方面与最优模型相差不大,在情感强度恰当性和对话持续性方面与最优模型相比分别提升4.1个百分点和0.8个百分点,表明了EIRGM模型在提升情感强度表达恰当性同时也提高了用户交互意愿。

关键词：情感强度情感类别情感对话回复生成情感表达

基于改进长鼻浣熊优化算法的牛奶脂肪光谱特征波段筛选方法研究

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内蒙古农业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张源朴刘江平内蒙古农业大学计算机与信息工程学院内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室

随着食品安全与质量控制需求的增加，近红外光谱（NIR）分析技术因其非侵入性和高效性，在快速检测领域展现出极大潜力。然而，传统特征选择方法在处理高维光谱数据时，常面临计算复杂度高、依赖性强以及泛化能力不足等问题，难以满足... 详细信息

随着食品安全与质量控制需求的增加，近红外光谱（NIR）分析技术因其非侵入性和高效性，在快速检测领域展现出极大潜力。然而，传统特征选择方法在处理高维光谱数据时，常面临计算复杂度高、依赖性强以及泛化能力不足等问题，难以满足实际应用需求。针对上述问题，本文提出了一种改进的长鼻浣熊优化算法（GD-Golden-SCOA），该算法融合了佳点集策略、动态反向学习策略和黄金正弦算法，旨在增强全局搜索能力和参数自适应性，减少人工干预。实验中，对比了五种预处理方法，并通过全波长建模、传统遗传算法（GA）、无信息变量消除算法（UVE）、原始长鼻浣熊优化算法（COA）与改进后的COA算法进行特征波段筛选。实验结果表明，改进算法不仅显著减少了特征波段数量，而且在牛奶脂肪含量预测中提高了模型的精度，训练集和测试集的R2分别达到0.994和0.989，显示出其在牛奶快速无损检测领域的广泛应用潜力。

关键词：近红外光谱分析特征波段筛选长鼻浣熊优化算法佳点集动态反向学习

肉桂酸和邻苯二甲酸对沙芥属植物幼苗光合特性的影响

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西北植物学报 2024年第2期44卷 173-181页

作者：宁可真袁学松杨忠仁黄修梅郝丽珍张凤兰内蒙古农业大学园艺与植物保护学院内蒙古自治区野生特有蔬菜种质资源与种质创新重点实验室呼和浩特010011 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室呼和浩特010011

【目的】探讨酚酸类自毒物质对沙芥属植物生长及光合特性的影响,为沙芥属植物的野生资源保护和开发利用提供理论依据。【方法】以沙芥和斧翅沙芥幼苗为试验材料,选择肉桂酸和邻苯二甲酸2种自毒物质,采用盆栽试验,设置0,0.01,0.1,1,10 mm... 详细信息

【目的】探讨酚酸类自毒物质对沙芥属植物生长及光合特性的影响,为沙芥属植物的野生资源保护和开发利用提供理论依据。【方法】以沙芥和斧翅沙芥幼苗为试验材料,选择肉桂酸和邻苯二甲酸2种自毒物质,采用盆栽试验,设置0,0.01,0.1,1,10 mmol/L浓度梯度处理,考察幼苗生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和气体交换参数的变化特征。【结果】(1)肉桂酸、邻苯二甲酸对沙芥幼苗生长均表现为低浓度促进高浓度抑制,而对斧翅沙芥生长则表现为抑制作用,且均在浓度为10 mmol/L时对生长抑制作用最显著。(2)在不同浓度肉桂酸和邻苯二甲酸处理后,沙芥和斧翅沙芥幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均出现不同程度下降。(3)沙芥和斧翅沙芥叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度在肉桂酸和邻苯二甲酸浓度为10 mmol/L显著低于对照,胞间CO_(2)浓度此时无显著变化,其光合速率降低主要由非气孔因素所致。(4)沙芥和斧翅沙芥的最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qP)均在肉桂酸和邻苯二甲酸浓度为10 mmol/L显著低于对照,而此时非光化学淬灭系数(NPQ)则显著高于对照。【结论】高浓度邻苯二甲酸和肉桂酸抑制沙芥和斧翅沙芥幼苗的光合作用,降低其光合速率,导致它们叶片的PSⅡ反应中心活性和开放程度受损,进而影响其正常生长;肉桂酸和邻苯二甲酸对沙芥属植物光合特性的影响存在差异,斧翅沙芥幼苗受到影响更大。

关键词：沙芥斧翅沙芥肉桂酸邻苯二甲酸光合特性