[发明专利]一种基于红外光谱的普洱熟茶识别方法

权利要求书

1.一种基于红外光谱的普洱熟茶识别方法，其特征包括如下步骤：

A、采集普洱熟茶及几种其它典型黑茶的中红外光谱，建立普洱熟茶光谱特征基：

A-1、黑茶光谱采集：分别采集至少两种普洱熟茶及至少一种其它典型黑茶样本的400cm^-1-4000cm^-1的中红外光谱；

A-2、光谱数据处理：对步骤A-1中所得到的中红外光谱的包含指纹区的特定波段进行消除背景干扰和提高光谱分辨率的预处理，得到至少两种普洱熟茶及至少一种其它黑茶样本的校正光谱数据，由所述校正光谱数据建立标准化矩阵Z，该标准化矩阵Z的行数据代表同一样品在所述特定波段上对应于各波数的吸光度，列数据代表不同样品在所述特定波段上对应于同一波数的吸光度；

A-3、特征提取：分析处理标准化矩阵Z，进行特征提取，提取相关矩阵R的特征向量，再选择特征向量中能反映茶叶最重要特征的特征因子做出的二维坐标图作为特征基；

B、判别器的确定：将A-2的校正光谱数据在A-3特征基上投影，投影图上的每个点对应着一个茶叶样本，由两个边缘普洱点和一个最近的非普洱点构成一个三角形，由距离相等原则，将该三角形的与两个边缘普洱点构成的底边相平行的中位线所在的直线作为区分待检测的茶叶是否属于普洱熟茶的线性判别器；

C、普洱熟茶样品的识别：将待检测的茶叶以相同波段的光谱进行相 同的A步骤处理得到这些茶叶样品在普洱熟茶光谱特征基上的二维投影图，由线性判别器对普洱熟茶进行识别，被检测的茶叶样品点位于该线性判别器对应底边的一侧，则该茶叶样品属于普洱熟茶，在判别器的另一侧则不属于普洱熟茶。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的普洱熟茶识别方法，其特征在于：步骤A所述的普洱熟茶包括普洱熟砖、庆丰祥陈香普洱、巴达山野生饼、云南普洱茶乔木古茶熟饼或云南七子饼茶；其它黑茶包括：白沙溪茯砖、六堡熟砖或王霞生普洱。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的普洱熟茶识别方法，其特征在于：步骤A-1所述的黑茶光谱采集包括：

(1)样品处理：将茶叶样本在40℃下干燥至恒重，放入粉碎机中粉碎，过200目筛，在红外灯照射下取8mg试样与960mg干燥的溴化钾粉末混合研磨10min，然后称取120mg，压片留待测定，实验时保持室内的温度和湿度基本一致；

(2)光谱采集：利用傅立叶红外光谱仪检测普洱熟茶和其它典型黑茶的中红外光谱，每个样本称取六次，分别压片，得到每个样品的谱图；

4.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的普洱熟茶识别方法，其特征在于：步骤A-2所述的光谱数据处理包括：首先对采集黑茶样品的600cm^-1-1800cm^-1波段光谱依次进行矢量归一化、一阶求导和S-G九点平滑预处理，抵消背景干扰，得到的校正光谱数据构成标准化矩阵Z，其行数据代表同一样品在此波段上对应于各波数的吸光度，列数据代表不同样品在此波段上对应于同一波数的吸光度。 

5.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱的普洱熟茶识别方法，其特征在于：步骤A-3所述的特征提取包括：对标准化矩阵Z进行特征提取，具体步骤如下：

(1)首先由①式计算标准化矩阵Z的协方差阵的相关矩阵R，其中r(x，y)是该相关矩阵R中第x行第y列数据，X代表所述标准化矩阵Z中某一列的数据，Y代表所述标准化矩阵Z中的另一列的数据， 为列X的平均值， 为列Y的平均值；

(2)再结合②式和③式求出所述相关矩阵R的特征值λ_i，及对应于该特征值λ_i的特征向量l_i，i取1，2，...，r，则列向量l₁，l₂，...，l_r组成特征向量矩阵L，且所述特征向量矩阵L所包含的列向量l₁，l₂，...，l_r是互不相关的，②和③式中E表示单位矩阵；

①

|λ_iE-R|＝0                                ②

(λ_iE-R)l_i＝0                              ③。