茶叶鉴定专家系统的研究与开发.PDFVIP

维普资讯 计算机时代 2006年 第6期 ·42· 茶叶鉴定专家系统的研究与开发 李 姣 ’。杜子鲁 (1．西北农林科技大学机电学院，陕西 杨凌 712100；2．西安纷腾互动数码科技有限公司) 摘 要 ：针对以往茶叶评定专家系统的不足 ，选取能突出表现茶叶特性的化学指标，采用人工神经网络的方法，设计一个 功能完备的茶叶鉴定专家系统 ，并用VisualC++编程实现。实验证明，使用该 系统能获得 良好的分析结果，为茶叶理化分 析的智能化研究奠定了基础。 关键词 ：茶叶：专家系统；人工神经网络；品质评定 0 引言 茶叶的外形、内质等各项指标的得分，然后建立输入指标矩阵， 茶叶是中国人日常生活中重要的饮料之一，人们对茶叶的 从知识库中提取需要的知识 ，进行综合分析评判计算，得出分 研究越来越重视，并取得了一定的成果。从上个世纪五十年代 类及品质评判结果。推理控制流程框图如图2所示。 起 ，随着现代科学技术的进步，茶叶生产也有了较大发展 ，但国 3系统实现的主要方法 内外对茶叶的研究仍主要集中在茶叶理化审评方面 ，依然是使 该系统的核心内容是茶叶的分类和品质评定。以往实现茶叶 用传统的感观评测方法对茶叶进行评定，将专家系统应用于茶 评定专家系统的方法多数以模糊算法和统计方法为主，本系统尝 叶领域的为数不多。在国内，专家系统在农业上的应用主要集 试引入^工神经网络的算法来实现茶叶的分类与品质的评定。 中在病虫害防治、农作生长与施肥等方面上。现有的茶叶方面 3．1茶叶分类的方法设计 专家系统也主要是针对茶叶品质的审评，功能简单、智能分析 人工辨别茶叶种类往往依靠茶叶本身的一些特性，茶叶的 误差较大。本文针对此种现状，开发了一种功能齐备、智能性强 某些特性十分相近就可以分作同一类。因此，计算机区别茶叶 的茶叶鉴定专家系统。 种类也可以采用类似的方法 ，这就是自组织特征映射神经网络 1知识库建立 方法。作为茶叶特性数据 ，我们选择形状 、色泽、纤维素、氨基 知识表示是专家系统研究的一个中心课题。茶叶鉴定专家 酸 、咖啡碱 、茶多酚这六个参数，以这六项指标作为神经网络的 系统的知识主要是指茶叶的权重知识及一些内部推理知识。按 输入结点。下面是算法的实施过程 ： 照知识库的结构和模式化知识表示方式建立知识库 ，其逻辑结 (1)将w 赋初值，这些值介于0．5_r和 0．5+r之间，r是一 构如图l所示。 较小的值，如0．1。 (2)重复步骤(3)7)直至权重矢量无显著改变。 (3)输入一权重矢量x(t)。计算 x(t)与所有权重间的欧氏距 离，选择距离最小结点，其距离标识为L。 ④ 一 ⑩ (4)修正所选结点权重及其邻近结点。其中，11是学习速 率 ，随时间而减小(直至0值)。Nj(t)为近邻函数 ，为一高斯表达 式，其宽度参数为 ，中心由所选结点ri．所决定。 图 1 知识库逻辑结构图 Wi}(t+1)=W。(t)+11(t)Nl