近红外光谱的古筝面板用木材等级识别研究

论文摘要

目前民族乐器古筝面板用板材的等级主要依靠乐器技师凭借个人经验进行判断,此方法受限于有丰富经验的技师且容易受其主观判断影响。针对此现状,以用于制作古筝面板的泡桐木材为实验样本,提出了一种利用近红外光谱结合改进的BP神经网络方法,实现快速识别古筝面板用板材的不同等级。近红外光谱可以表征丰富的物质结构与组成信息,并且测量仪器成本较低,附件形式多样化,所以针对泡桐板材的近红外光谱实验分析有实用意义首先进行光谱去噪,消除系统误差等以提高光谱分辨率,根据均方根误差与信号平方和作为多种预处理方法评价指标,选取一阶导数为本实验最终预处理方式, 15为合适的滤波去噪窗口大小,然后通过主成分分析法压缩数据以及马氏距离法剔除建模集异常样本,从而建立更具代表性的建模集。然后通过聚类分析无监督学习方法进行板材等级分析,证明板材分级的可行性。由于H2O在近红外光谱区域具有较大吸收,根据实验光谱分析结果,不考虑其基频振动波段5 396.0～4 978.0 cm-1区域和第一泛音振动波段6 800～7 000 cm-1区域,仅考虑剩余近红外光谱波段信息,将不同光谱信息波段组合,共七种组合波段区域作为神经网络模型的输入,进行面板板材等级识别模型实验。对传统的BP神经网络模型作改进。BP神经网络中学习率的设置采用自适应学习率优化策略,弥补传统神经网络训练速率慢等劣势。同时采用交叉熵函数作为代价函数,从而加快权重的更新速度。选取Relu函数作为输入层与隐藏层之间的传递函数,提高了模型训练速度,有效防止过拟合的发生。选取Softmax函数作为最后一层的传递函数,以此减少复杂计算,构成该研究最终BP神经网络模型。选取不同数量的主成分变量所能提取的光谱信息量不同,通过不断增加主成分个数和调整参与模型的光谱波段区间,调整BP神经网络模型的输入,当主成分个数为11和光谱区间为10 000～7 000和4 976～4 000 cm-1时,未知样本识别率达到99.7%,所选光谱区间涵盖C—H等基团全部特征信息。研究结果表明,近红外光谱结合神经网络可以对不同等级的泡桐木材进行有效的识别,降低人工检测误差,缩短板材分级时间,更好地满足乐器市场需求。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄英来,孟诗语,赵鹏,岳梦乔

关键词: 近红外光谱,古筝面板,神经网络,泡桐木

来源: 光谱学与光谱分析 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,轻工业手工业

单位: 东北林业大学信息与计算机工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(31670717),中央高校基本科研业务费专项基金项目(2572018BH03)资助

分类号: O657.33;TS953.2

页码: 723-729

总页数: 7

文件大小: 1004K

下载量: 139

相关论文文献

• [1].江雪古筝作品的创作意涵诠释[J]. 交响(西安音乐学院学报) 2019(03)
• [2].新时期古筝表演的传承和创新发展探究——评《文史谈古筝》[J]. 中国教育学刊 2020(02)
• [3].电古筝——传统融入流行音乐的最佳契机[J]. 乐器 2020(01)
• [4].少数民族地区独立学院古筝专业课程的改革[J]. 黄河之声 2019(23)
• [5].“古筝热”背景下高校古筝教育路径研究[J]. 佳木斯职业学院学报 2020(02)
• [6].论中国传统古筝的传承与开发[J]. 北方音乐 2020(01)
• [7].幼儿国学诵读古筝配乐效果分析[J]. 中外企业家 2020(07)
• [8].浅谈艺术高职院校古筝选修课的教学[J]. 戏剧之家 2020(08)
• [9].传统古筝音乐在现代社会环境影响下的改变[J]. 四川戏剧 2020(02)
• [10].情感教育在古筝专业教学改革中的探索与实践[J]. 艺术教育 2020(04)
• [11].20世纪60年代浙江筝派古筝指法的演变[J]. 歌海 2020(03)
• [12].论传统器乐流派的四重境界——“中国潮筝·第二届全国传统古筝学术交流会”述评[J]. 人民音乐 2020(05)
• [13].别开“筝”面(一)——日本传统制筝技艺面面观之表面处理[J]. 乐器 2020(06)
• [14].古筝[J]. 民族艺术 2020(03)
• [15].古筝表演艺术音乐表现[J]. 戏剧之家 2020(16)
• [16].浅析高校古筝教学中音乐与技术的融合[J]. 艺术评鉴 2020(11)
• [17].高等师范院校古筝重、合奏教学意义及训练法趋议[J]. 乐器 2020(06)
• [18].中小学古筝集体课教学实践研究[J]. 艺术评鉴 2020(11)
• [19].浅析高校古筝教学的创新对策[J]. 黄河之声 2020(09)
• [20].古筝重奏艺术发展探析[J]. 北方音乐 2020(09)
• [21].高校古筝重奏课程的的训练方式[J]. 北方音乐 2020(11)
• [22].古筝知识“百科书”——评《中国古筝知识要览》[J]. 中国教育学刊 2020(09)
• [23].润扬古筝：互联网+模式下迅速崛起的民族乐器品牌[J]. 乐器 2020(08)
• [24].百年音乐家族里的“摇滚”青年——记曹派古筝第三代传承人陈希垚[J]. 乐器 2020(08)
• [25].古筝的流行创编发展[J]. 黄河之声 2020(12)
• [26].润扬古筝：匠心成就品质，让更多乐器爱好者爱上古筝[J]. 乐器 2020(10)
• [27].基于互联网下社区老年古筝学习初探[J]. 辽宁广播电视大学学报 2020(02)
• [28].日本筝与中国古筝同源异派性研究[J]. 国际公关 2020(11)
• [29].论古筝表演艺术在茶文化中的应用[J]. 福建茶叶 2020(10)
• [30].高校古筝教育中渗透教学理念的策略探究(上)[J]. 戏剧之家 2020(33)

标签：近红外光谱论文;  古筝面板论文;  神经网络论文;  泡桐木论文;