[23]來選擇，是有序模式的順序或排列熵嵌入維數(shù)。(3)根據(jù)大米產(chǎn)地的不同會造成大米成分含量的不同，進(jìn)而導(dǎo)致近紅外光譜存在細(xì)微差別，這種差別體現(xiàn)在排列熵上即為相同波長區(qū)間的排列熵值不同。按照數(shù)形結(jié)合的方式，將各波長區(qū)間的排列熵值列出，觀察圖像選擇出排列熵值不重疊的地方所對應(yīng)的波長區(qū)間，該波長區(qū)間即為本文所要選擇的特征波段初步范圍，對該波長區(qū)間所包含的所有子集進(jìn)行分析，選取出最終的特征波段結(jié)果。選取結(jié)果及分析選取出四種不同產(chǎn)地的大米，分別為五常、響水、越光、銀水。首先對所選大米進(jìn)行近紅外光譜采集，其次按照上一章節(jié)所提出的方法對全光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。經(jīng)過去噪后的大米近紅外全光譜數(shù)據(jù)總共有1972個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)被滑動窗口分為不同的波長區(qū)間。計(jì)算每個(gè)波長區(qū)間的排列熵值，在實(shí)驗(yàn)中，嵌入維數(shù)為4。因此，根據(jù)規(guī)則，窗口大小應(yīng)大于120。通常，若滑動窗口的選擇是一個(gè)極大的長度大小的情況下，一些近紅外光譜吸收峰值的排列熵值將會遺失。考慮到這些約束條件，本研究中，滑動窗口大小選擇為130。如圖所示，五常為藍(lán)色、響水為紅色、越光為綠色、銀水為洋紅色，排列熵值的大小表示所選區(qū)間的混亂程度大小，而區(qū)分兩者在同一波段的波形差異需要靠兩者排列熵差值的大小區(qū)分，在某些波長區(qū)間內(nèi)其排列熵值幾乎是重合的，但是在某些波長區(qū)間內(nèi)其排列熵值存在差異，顯著不同。這些差異是由大米產(chǎn)地不同而導(dǎo)致的，不同產(chǎn)地的大米內(nèi)部包含著含量和種類各不相同的物質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致光譜數(shù)據(jù)不同，因此，排列熵值存在明顯差異的波長區(qū)間是具有辨別不同產(chǎn)地大米的重要波長段，這些波長區(qū)間即為所選擇的特征波段。圖4-3四種產(chǎn)地大米的排列熵值圖圖4-3是這四種產(chǎn)地大米的排列熵值，觀察圖像可以發(fā)現(xiàn)，排列熵差值較大的區(qū)間主要分布于三個(gè)地方：①7100~6550cm-1（364~650）、②6096~5460cm-1（885~1215）、③5103~4524cm-1（1400~1700），將這三個(gè)區(qū)間用黑色框線進(jìn)行標(biāo)明，如圖4-7所示，結(jié)合特征波段選取的理論依據(jù)可以總結(jié)如下：對于區(qū)間①7100~6550cm-1而言，五常（藍(lán)色）和越光（綠色）混疊嚴(yán)重，基本重合，不具有較好的區(qū)分性；但五常（藍(lán)色）以及越光（綠色）相較于響水（紅色）和銀水（洋紅色）區(qū)別較大；而響水（紅色）與銀水（洋紅色）雖然在形狀和大小上幾乎相同，但兩者所在區(qū)間不同，存在錯(cuò)位，表明即使在同一波長區(qū)間，兩者也存在些許不同。對于區(qū)間②6096~5460cm-1而言，五常（藍(lán)色）與響水（紅色）、越光（綠色）和銀水（洋紅色）存在顯著不同，其排列熵值較??；而響水（紅色）、越光（綠色）和銀水（洋紅色）這三者在該波段的前一小部分區(qū)間內(nèi)存在一定的分離，有一定的區(qū)分性，但在后面大部分區(qū)間內(nèi)存在混疊現(xiàn)象嚴(yán)重，基本重合，因此該波段區(qū)間適合區(qū)分五常（藍(lán)色）與其他種類大米，即與響水越光銀水（紅、綠、洋紅色）三者。對于區(qū)間③5103~4524cm-1而言，五常（藍(lán)色）、響水（紅色）、越光（綠色）、銀水（洋紅色）四者之間的區(qū)別最為均勻，即在該區(qū)間內(nèi)，不存在兩者及以上不同產(chǎn)地大米混疊嚴(yán)重的現(xiàn)象，但是論單獨(dú)兩兩之間的排列熵差值而言，只有越光與響水、越光與銀水這兩種組合各自之間的排列熵差值在全區(qū)間中是最大，其他組合的排列熵值在該區(qū)間雖有一定區(qū)分，但差值并非最大。圖4-4標(biāo)明區(qū)間后的四種大米排列熵值圖針對兩兩不同產(chǎn)地的大米組合之間的區(qū)別，按照排列熵差值從小到大的順序進(jìn)行排序，排序后得到差值最大的6個(gè)區(qū)間，如下表4-1所示。根據(jù)表格，得到如下結(jié)論：五?！懰?、五常—越光、五常—銀水這三種組合排列熵差值最大的波段區(qū)間都在上述區(qū)間②之內(nèi)，說明五常大米與其余三種類型的大米，主要差異在于區(qū)間②，根據(jù)前述的特征波段選取的理論依據(jù)可知，區(qū)間②屬于區(qū)間7500cm-1~5500cm-1內(nèi)，而該區(qū)間屬于C-H第二組合頻區(qū)，產(chǎn)生原因?yàn)闃悠分械陌被?，說明五常大米與其他三種類型大米所含的氨基酸含量存在顯著差異，該波段可用于區(qū)分五常和非五常。響水—越光、響水—銀水這兩種組合排列熵差值最大的波段區(qū)間都在前述區(qū)間①之內(nèi)，說明響水大米與越光、銀水這二種類型的大米，主要差異在于區(qū)間①，根據(jù)前述的特征波段選取的理論依據(jù)可知，區(qū)間①也屬于區(qū)間7500cm-1~5500cm-1內(nèi)，說明響水大米與越光、銀水這兩種類型大米所含的氨基酸含量存在顯著差異，但不同于五常，雖同屬于區(qū)間7500cm-1~5500cm-1之內(nèi)，五常與響水在區(qū)間②差異最大，也就說明區(qū)間①和區(qū)間②可能起主導(dǎo)作用的具體氨基酸種類不同，舉個(gè)例子來說，即可能五常大米所含A類氨基酸（主要體現(xiàn)在區(qū)間②）明顯多于其他三類大米，但是對于響水而言，響水大米所含的B類氨基酸（主要體現(xiàn)在區(qū)間①）卻明顯多于越光和銀水，且響水所含的B類氨基酸（主要體現(xiàn)在區(qū)間①）與越光、銀水之間的差值明顯大于響水所含的A類氨基酸（主要體現(xiàn)在區(qū)間②）與越光銀水之間的差值。因此，針對區(qū)分不同種類的大米時(shí)需要注意區(qū)別，該波段可用于區(qū)分除五常大米外，響水和非響水的大米類別。越光—銀水組合排列熵差值最大的波段區(qū)間在前述區(qū)間③之內(nèi)，而越光—響水組合排列熵差值最大的波段區(qū)間雖然在區(qū)間①之內(nèi)，但僅次于區(qū)間①內(nèi)的波段即是區(qū)間③，說明越光大米與銀水、響水這二種類型的大米，差異集中體現(xiàn)在于區(qū)間③，根據(jù)前述的特征波段選取的理論依據(jù)可知，區(qū)間③屬于區(qū)間5500cm-1~4000cm-1內(nèi)，而該區(qū)間是C-H第一組合頻區(qū)，這一波段的紅外吸收是因?yàn)榈矸酆偷鞍踪|(zhì)中的O-H、C=O、C-H、N-H基團(tuán)的振動。說明越光大米與銀水、響水這兩種類型大米所含的淀粉和蛋白質(zhì)含量存在顯著差異，該波段可用于區(qū)分除五常大米外，越光和非越光的大米類別。表4-1各大米組合排列熵差值及其對應(yīng)數(shù)據(jù)波段表窗口序數(shù)對比種類…183718381839184018411842窗口對應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)對應(yīng)的波段/cm-1五?！懰?005958957985996995957~11355957.034563~5613.767437五常—越光…960961954984956955954~11145962.819964~5654.265244五?！y水…955957963962960961955~10935960.891497~5694.763051響水—越光…15851586377494378493377~624、1585~17167075.545423~6599.2140744745.957287~4493.32811響水—銀水…379492377494378493377~6247075.545423~6599.214074越光—銀水…1532152815311529153014691469~16624969.659459~4597.465328在本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)圖像和表格內(nèi)容分析可知，雖然波段③所處區(qū)間內(nèi)只有越光與響水、越光與銀水這兩種組合各自之間的排列熵差值在全區(qū)間中是最大，但是只有在該區(qū)間內(nèi)，四種不同產(chǎn)地的大米排列熵?cái)?shù)據(jù)均存在一定區(qū)別