本發(fā)明提供一種基于仿生球周回路的氣味識別方法、計算機裝置及計算機可讀存儲介質(zhì)，該方法包括獲取氣體傳感器陣列輸出的信號，形成樣本數(shù)據(jù)集；并且，樣本數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)被輸入至仿生球周回路模型用于計算脈沖時間序列；將脈沖時間序列輸入至脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡，脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡對脈沖時間序列進行特征學習及分類，并輸出多類氣體的識別準確率。本發(fā)明還提供實現(xiàn)上述方法的計算機裝置及計算機可讀存儲介質(zhì)。本發(fā)明能夠簡化電子鼻的算法處理流程，還能夠提高電子鼻的廣泛適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能氣味識別的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，是一種基于仿生球周回路的氣味識別方法以及實現(xiàn)這種方法的計算機裝置、計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

電子鼻是一種模擬生物嗅覺的檢測儀器，通常用于檢測氣體的種類。電子鼻內(nèi)設(shè)置有傳感器陣列，傳感器陣列包括多個氣體傳感器，這些氣體傳感器是具有部分選擇性的電化學傳感器，通過傳感器陣列檢測氣體并對氣體進行識別，能夠識別簡單與復雜氣味。目前，電子鼻提供了仿生嗅覺的物理載體，但在信息處理方面卻與生物系統(tǒng)相差甚遠，在識別性能上也有著明顯差距。

傳統(tǒng)的電子鼻所使用的氣味識別方法較為繁瑣，每個環(huán)節(jié)可供選擇的方法較多，例如需要針對氣體傳感器響應的特點進行人工選擇，一旦氣體傳感器的數(shù)量和類型發(fā)生改變，必須根據(jù)應用場景進行重新調(diào)整。為了獲取理想的氣味識別效果，往往要通過反復測試進行優(yōu)化，導致大量時間和人力的消耗，降低了電子鼻的實用性。

公開號為CN105913079A的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢鲆环N基于目標域遷移極限學習的電子鼻識別方法，該方法利用漂移前后采集的有標簽的和無標簽的數(shù)據(jù)矩陣構(gòu)建源域數(shù)據(jù)集、目標域數(shù)據(jù)集和待測域數(shù)據(jù)集作為極限學習機的輸入，完成分類器的學習任務。該方法具備一定的泛化性和遷移性能，但其應用范圍有限，需要大量的數(shù)據(jù)集訓練分類器，無法完成自動學習。

公開號為CN105005790A的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢鲆环N基于半監(jiān)督學習的電子鼻室內(nèi)毒氣識別方法，該方法利用毒氣樣本數(shù)據(jù)訓練分類器，并在每次循環(huán)中將基本分類器依次作為主分類器實現(xiàn)對未知標簽樣本的分類，其他分類器用于預測，通過增加分類器數(shù)目來優(yōu)化識別正確率。該方法能夠從未知樣本中獲取氣味信息，但需要人為構(gòu)建大量的分類器，增加了算法的復雜度和運算量，難以實現(xiàn)氣味的快速識別。

郭淼在文章《基于電子鼻與非線性特征提取建模的豬肉鮮度快速分析方法》(中國食品學報，2016，16(6)：218-224)提出了一種基于主成分分析和非線性特征提取的豬肉鮮度電子鼻分析方法，該方法在主成分分析的基礎(chǔ)上引入隨機共振信噪比譜提高檢測性能，使用線性擬合回歸構(gòu)建豬肉鮮度預測模型，實現(xiàn)對肉品鮮度的有效檢測。但該方法的預處理步驟較多，流程較為復雜，難以滿足快速檢測的需要。

羅美玲在文章《電子鼻技術(shù)對普洱熟茶香氣判別的研究》(西南大學學報(自然科學版)，2018，40(8)：22-30)提出一種基于主成分分析、線性判別分析和傳感器區(qū)分貢獻率分析的普洱茶電子鼻識別方法，該方法對干茶、茶湯和葉底香氣的貢獻率進行了分析，能夠有效區(qū)分不同年份的普洱茶香氣。但該方法缺少特征學習的過程，沒有充分利用氣味的特性信息，需要人為選擇數(shù)據(jù)分析方法。

現(xiàn)有的一些電子鼻所使用的氣味識別方法框架固化，如圖1所示，現(xiàn)有氣味識別方法是接收氣體傳感器11傳送的信號，并且將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后形成原始數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行預處理12的操作，接著對預處理后的數(shù)據(jù)依次執(zhí)行特征生成13、特征選擇14、特征降維 15以及分類識別16等操作，最后執(zhí)行分類輸出17的操作。這種方法在設(shè)計電子鼻時需要針對具體應用嘗試各種方法的組合來優(yōu)化數(shù)據(jù)分析方法，才能達到很好的效果，阻礙了電子鼻技術(shù)的普及應用。此外，這種方法的各個環(huán)節(jié)需要根據(jù)信號特性人工選取，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動分析，缺乏廣泛適用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種氣味識別計算簡單、廣泛適用性好的基于仿生球周回路的氣味識別方法。

本發(fā)明的第二目的是提供一種實現(xiàn)上述基于仿生球周回路的氣味識別方法的計算機裝置。