1)電子鼻和電子舌信號直接合并
通常情況下,在建模前直接將電子鼻和電子舌信號串聯作為輸入進行分析,就可以獲得電子鼻檢測的揮發性氣味信息和電子舌檢測的水溶性呈味信息的綜合信息,一般都能獲得優于單獨使用電子鼻、電子舌進行判別的結果。
Winquist 等采用電子鼻和電子舌分析了三種果汁(橘子汁、蘋果汁和菠蘿汁)。結果表明,電子舌的主成分分析結果中菠蘿汁與橘子汁有部分重疊;電子鼻的主成分分析結果中菠蘿汁和蘋果汁之間相互重疊;采用電子鼻和電子舌的聯用數據進行主成分分析時,辨識率得到明顯提高。以品茶師評分為基礎,Runu 等采用電子鼻和電子舌檢測了不同等級的紅茶,分別以電子鼻、電子舌、電子鼻和電子舌聯用信號進行主成分分析和線性判別分析,聯用信號分析時數據點的聚集性和區分度均高于單獨采用電子鼻或電子舌,且神經網絡的分類正確率也得到提高(聯用:93%;電子舌:85%～86%;電子鼻;83%～84%)。Gil搭建了用以監測佐餐酒開瓶后腐敗過程的電子鼻和電子舌系統。在開瓶貯藏過程初期,三種佐餐酒的總酸值上升緩慢,28天上升速度增大,尤其是第48天時速度更快。主成分分析結果表明電子舌基本能將不同腐敗程度的佐餐酒區分開,但是難以有效跟蹤酒中酸度變化的過程;主成分分析結果表明電子鼻能夠跟蹤酒中酸度增大的過程;電子鼻和電子舌聯用信號不僅能跟蹤佐餐酒腐敗過程中酸度的變化規律,還能監測到酸度變化不顯著時佐餐酒逐漸腐敗的變化。Huo 等在對三種不同來源和等級的綠茶(龍井、碧螺春和竹葉青)的電子鼻和電子舌檢測中,電子鼻和電子舌的聯用信號在主成分分析改善數據維度時優于單獨使用電子鼻或電子舌,且其主成分分析判別結果和聚類分析結果都能將不同來源、不同等級的綠茶有效區分。
2)分別標準化后直接聯用/合并后進行標準化
將不同儀器檢測結果聯合進行分析時,由不同儀器獲得的檢測參數的量綱和數量級不同,對分析結果會產生影響。因此,為消除儀器各指標間的量綱差異和數量級間的差異,常在電子鼻和電子舌信號聯用前/后進行標準化處理。
Apetrei 等采用電子鼻、電子舌和電子眼鑒別了不同苦度的橄欖油,發現將三組結果分別進行標準化后聯用對不同來源樣品的區分和識別效果優于三種儀器單獨檢測的結果。Cole 等分別采用自制電子鼻和電子舌研究了氯化鈉溶液、蔗糖溶液、奎寧溶液、乙醇溶液和乙酸乙酯溶液。對電子舌信號進行主成分分析時,乙酸乙酯樣品數據點與參比去離子水在投影時有部分重疊;而電子鼻在區分低揮發性溶液時存在一定的難度;對電子鼻、電子舌數據標準化后進行主成分分析結果表明,聯用數據能夠將味覺導向性和嗅覺導向性的樣品很好地識別。Haddi 等以不同品牌、不同種類果蔬汁為樣品進行了電子鼻和電子舌檢測,以期實現對不同果汁種類、品牌、果汁含量的快速判別。分別以電子鼻、電子舌和電子鼻與電子舌聯用信號為輸入進行主成分分析,發現電子鼻和電子舌在單獨使用時均難以實現對每一種果汁的識別;聯用信號對不同種類果汁的判別效果得到顯著提高,雖然仍有兩種果汁相互重疊。Laureati 等采用感官評定、電子鼻和電子舌研究了不同品種紫蘇(Perilla frutescens)之間的差異,對三種信號直接聯用的數據進行標準化后進行主成分分析,發現聯用數據很好地評價了不同品種紫蘇的差異。Hong 等又比較了電子鼻、電子舌、標準化后聯用信號及聯用信號經特征提取后(主成分分析提取有效主成分、F因子篩選、逐步篩選)對小番茄汁中摻入過熟番茄比例的主成分分析判別結果,發現這幾種信號均能將摻假小番茄汁有效區分,聯用信號的分類效果優于單獨使用電子鼻或電子舌進行判別。
3)合并后進行特征值的提取
電子鼻和電子舌信號均包含了豐富的信息,將兩者直接聯用時常常會使數據的維度過大,甚至會有部分冗余信息,會對聯用信號的判別結果造成不良影響。因此,對電子鼻和電子舌聯用信號進行特征提取,有效降維的同時剔除了冗余信息,能有效提高判別結果的準確度。
Haddi 等對5種不同產地的橄欖油的電子感官檢測中,以 PCA 分類結果進行判別時,電子鼻和電子舌對不同產地的橄欖油的識別效果不如兩者的聯用信號;經 ANOVA 特征值提取后,聯用信號的區分度進一步提高。Hong等比較了采用摻假小番茄汁的電子鼻和電子舌直接聯用信號,并對聯用信號進行 ANOVA,逐步判別分析提取特征值,提取后的數據集進行主成分分析,結果發現經 ANOVA 特征值提取后,聯用信號在鑒別小番茄汁是否摻假時最有效。