T E L KO M NI K A ,  V ol . 14,   N o. 3,  S ept em ber  20 16,   pp.   95 6~ 9 62   I S S N :  1 693 - 6 930 ac c r edi t ed  A   b D IK T I,  D e c r e e  N o 58/ D I K T I / K ep/ 2013   D O I :   10. 12928/ T E LK O M N I K A . v 1 4 i 3 . 3712      95 6       R ec ei v ed   M ar c h   5 ,  2 01 6 ;  R ev i s ed  M ay  20 ,  20 1 6 ;  A c c e pt ed  J u ne 6 ,  2 01 6   R e c o gni ti on of  O d or   C h ar act er i st ics  b ased  o n  BP   N eu r al  N e tw o r k       W u  L e i * 1 ,   F a n g   J i a n d o n g 2 ,   Z h a o   Y u d o n g 3     1 ,2 C ol l ege   of   In fo r m a ti o n   E ng i n eer i ng ,   I n ner   M ongol i a   U n i ve r si t y   of   T ec hn ol ogy ,   H o hhot   010 080 , P .R .C h i n a   3 I nner   M ongol i a   A gr i c ul t ur e   a nd   A ni m al   H u s b andr y   I nf or m a t i on   C ent er ,   H oh hot   0100 11 ,  P . R. Ch i n a   * C or r es po ndi ng a ut hor ,   e - m ai l : w l m ango@ 16 3. c o m 1 ,   z haoy v dong@ 16 3. c om 3       A b st r act   T hi s  pap er  i nt r od uc e s  t he b as i c  pr i nc i pl e  and  c a l c ul at i on  s t e ps  of  B P  ne ur al  net w or k  a l gor i t hm  f o r   r ec og ni t i on   of  o dor  c har a c t er i s t i c s .  U s i ng t h e P E N 3 el e c t r o ni c  n os c ol l ec t s  t h e v o l at i l c om pone nt s  o f   m i l k .  S i m ul at i o n of  B P  ne ur al   net w or k   al g or i t hm  i n M A T LA B  c ond i t i o n,  an d c om p ar ed w i t h  t he par t i al   l ea s t   s quar es   i dent i f i c at i on a l gor i t h m  w hi c h i s   i n t h e s o f t w ar e o f  el ec t r on i c  n os e .  I t  i s  v er i f i e d t hat  t h e od o r   c har a c t er i s t i c  par am et er s  w i t h no nl i near  and  l i t t l e  di f f er e n c es  c o ul d  be  be t t er   i de nt i f i e d by  B P   neur a l   net w or k .     Ke y w o rd s B P  n eur al  net w or k ,   e l ec t r o ni c  n os e ,   o dor ,   r ec o gn i t i on .     C o p y r i g h t   ©   20 16 U n i ver si t a s A h mad  D ah l an .  A l l  r i g h t s r eser ved .       1 .  I n tr o d u c ti o n   T he s ens e of  s m el l   i s  an  ef f ec t i v w a y  t o u nder s t a n d t he  i nf or m at i on  of  t he  e x t er nal   s m el l .  D ue t o t he i nf l uenc e b y   t he od or  c om ponent  c o m pl ex i t y   and s ubj ec t i v i t y  of  t he s ens e   or gans ,  t h e s m el l  s t i l l  c o n ' t  i s  ex pr es s ed b y  s pec i f i c  t er m s .  I n r ec ent   y e ar s ,  w i t h t he r ap i d   dev el opm ent  of  s ens or  t ec hno l og y  a nd c om put er  t ec hno l og y ,  t he r es e ar c h of  el ec t r on i c  nos e   s y s t em  has  been pai d m or e at t e nt i on b y  s c i ent i s t s  and de v e l o ped r ap i d l y .   E l ec t r on i c  nos s y s t em  c ons i s t s  of  t w o p ar t s ,  t he s e m i c onduc t or  g as  s ens or  ar r a y  an d pat t er n r ec ogni t i o s y s t em .   P at t er r ec ogni t i o n i s  one of  t he  k e y   r es ear c h s   of  el ec t r oni c   nos s y s t em .  I t  pl a y s   an   i m por t ant  r ol e i n t h e r ea l i z a t i on  of  t he f unc t i on  of  el ec t r oni c  n os e s y s t em   [1 - 3]   I n t he pr oc es s  of  ac t ual  pr oduc t i on an d l i f e,  t he e l ec t r oni c  nos e c an' t  c om pl et el y  t ak e   t he p l ac e of  t he bi ol og i c al   nos e   [ 4] .  O n e of  t he r eas o ns  i s  t hat  m os t  o f  t he ex i s t i ng e l ec t r on i c   nos e p at t er n r ec ogn i t i on  al gor i t hm s  ar e bas ed  on s t at i s t i c al  m odel s .   T hi s  t ec hn i q ue i s   bas ed  on   t he s t at i s t i c al   d i s t r i bu t i o n o f  t he obs er v ed f eat ur es   w i t h s i gni f i c an t  di f f er enc es   [5 ],   and m os t  o f   t he d at a  pr oc es s i n g i s   l i nea r  s t r uc t ur e,  s uc h as   par t i al  l eas t  s qu ar es  an al y s i s .   T he r ef or e,  f or  t he  odor  da t w i t h l i t t l e d i f f e r enc es  and n onl i n ear  s t r uc t ur e i t   i s  di f f i c ul t  t o m ak e ac c ur at i de nt i f i c at i on.   A r t i f i c i a l   neur a l   net w or k   i s   one  of   t he  t y p i c al   m et hods   of   nonl i near   dat pr oc es s i n g.   T he   m et hod i s  m ai nl y   a k i nd o f  al gor i t hm  t o i m i t at e t he   hum an br ai t h i nk i ng e ngi neer i ng.  I t  c an   s ol v t h r ec og ni t i o pr o bl em   t hat   t he   di s t r i but i on   of   t he  s am pl i s   unk no w i n g   [6 - 8] .   T hi s   pap er   des i g ns   m odel   bas ed  o B P   ne ur al   n et w or k   al gor i t h m   t i dent i f y   od or   c har ac t e r i s t i c s .   A   c as e   s t ud y  o n t he  odor  c har ac t er i s t i c s  of   m i l k  w i t h di f f er ent  qua l i t y ,   t hr ou gh c om par ed  w i t h par t i a l   l eas t  s quar es  a l gor i t hm  of  el ec t r on i c  nos e s of t w ar e,   i t  i s  v er i f i ed t hat  t h e odo r  c har ac t er i s t i c   par am et er s   w i t n on l i n ear  and l i t t l e   di f f er enc es   c oul d be  b et t er  i de nt i f i e b y  B P  n eur al  net w or k .       2.   BP   N eu r al   N e tw o r k   2. 1 D e fi n i ti o n  a n d   S t ru c t u re   Mul t i   l a y er   f eed   f or w ar ar t i f i c i al   ne ur al   ne t w or k   bas ed  o er r or   bac k   pr opagat i on   al g or i t hm   i s   c al l ed   B P   n eu r al   n et w or k   or   B P   n eur a l   n et w or k   m odel .   B P   ne t w or k   c an  l ear n   an s t or e a l ar ge  num ber  of  i n put - out put  m ode m appi n r el at i ons h i p,  an d no  ne ed  t o r ev ea l  a nd  des c r i be  t he  m at hem at i c al   equa t i o ns   of   t he  m appi ng  r el at i o ns hi p .   I t s   l ear n i ng  r ul i s   t us t he  s t eepes t   des c ent  m et hod,   b y   bac k  pr opag at i on  t o c o ns t ant l y   adj us t   t he  ne t w or k  w ei g ht s  a nd   t hr es hol d,   w hi c h m ak es  t he s um  o f  net w or k ' s  er r or  s quar e   is  m i ni m u m .   T he t opo l o g y  s t r uc t ur e  of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       R ec ogn i t i on of   O dor   C har a c t er i s t i c s   bas ed on B P   N eur a l   N et w or k  ( W u Lei )   957   BP   ne ur al   net w or k   m odel   i nc l udes   i n put   l a y er ,   hi dde l a y er   a nd   out p ut   l a y e r .   T he  i nt er c on nec t i on b et w e en l a y er  an d l a y er ,  eac l a y e r  bet w een n odes  i s  not  c onnec t ed.  T he   num ber s  of  i nput  l a y er  n o des  us ua l l y  t ak e t he  di m ens i ons  of  t he  i np ut   v ec t or ,  t he n um ber  o f   out p ut  l a y er  n odes  us ua l l y   t ak e t he di m ens i ons  of  t he out p ut  v ec t or ,  t he n um ber   of  hi dden  l a y er   nodes  t her i s  no  def i n i t e s t and ar d,  t hr oug h r ep eat e d t r i al ,   t he n ge t  t h e f i na l  r es ul t .  F i gur e 1  i s  a  t hr ee l a y er   B P  neur a l  n et w or k  s t r uc t ur m odel .           F i gur e 1.   T he t hr e e l a y e r  B P  ne ur al  net w or k  s t r uc t ur e m odel       I n F i gur 1,   12 n ,, XX X   a r e  t he   i n put  v al ue s   an d   12 ,, m YY Y   ar e   t h e pr e di c t i v e   va l u e s   of   B P  neur a l  net w o r k ,   ij ω   and  jk ω   ar e B P  ne ur al  n et w or k  w ei g ht s .  A s  c an be  s een   f r o m   F i gur e 1,  t h e B P  ne ur al  ne t w or k  c an be r egar de d  as  a nonl i n ear  f unc t i on ,  t h e net w or k  i nput   va l u e s   an d t h e pr ed i c t i v v a l ue s   r es pec t i v el y  r epr es ent  t h i s  f unc t i on' s  i n de p en dent  v ar i ab l es   and  dep end ent   v ar i ab l es .   W h en t he i np ut  n odes  ar e   n   ,  t he  out put   nod es  ar e m ,   t he  B P   neur al   net w or k  i s  ex pr es s ed t he f unc t i on m appi n g r el a t i o w h i c h i s  f r o m   n   i nde pen dent   v ar i ab l es  t o   m depe nde nt  v ar i ab l es   [ 6] .     2. 2 . A l g o r i th m   S t ep s an d   F lo w   C h a rt   B P  al gor i t hm  i s  a k i nd of  s u per v i s ed  l e ar ni ng  al g or i t hm .  T he m ai n i d ea  i s :   i np ut   l e ar ni n s a m pl es ,  us i n g t he b ac k - pr opa gat i on a l g or i t hm  of  t he   net w or k ,  w ei ght s  an d dev i at i o ns  ar r epeat ed a dj us t m ent  and t r ai ni ng,  m ak e t he out put   v ec t or s  and ex pec t ed v ec t o r  as  c l os e as   pos s i bl e.   W hen t he er r or  s u m  of   s quar es  of  t he net w or k  out put  l a y er   i s  s m al l er  t ha n t he   s pec i f i ed er r or ,  t r ai n i n g i s  c om pl et e,  s a v e t he net w or k   w ei g ht s  and d ev i at i o ns .  S p ec i f i c  s t eps  ar e   a s  f o llo w s   [ 6]   T he f i r s t   s t ep:   W ei ght s  i n i t i al i z a t i o n.  A c c or d i ng  t o t h s y s t em  i nput  an d out put  s e quenc e (, ) xy   det er m i ne t he n et w or k  i np ut  l a y er ' s  nod e num ber   n ,   t h e hi d den  l a y er ' s  nod e num ber   l t he out put  l a y er ' s  no de n um ber   m ,  i ni t i al i z e t he  i np ut  l a y er ,  h i d den l a y er  a nd  out p ut  l a y er   c onnec t i on  w e i g ht s   bet w e en  ne ur ons ij ω and jk ω , and  i ni t i a l i z h i dd en  l a y e r ' s   t hr es hol a out p ut  l a y er ' s  t hr es ho l b   ,  g i v en  t he  l e ar ni ng r at e a nd t h e ex c i t at i o n f unc t i o n of  neur ons .     T he s ec ond s t ep:  T he hi dd en l a y er  out put   c a l c ul a t i o n.  A c c or di ng t o t he i n put   v ar i abl e X t he c o nnec t i on   w e i g ht s  of  i nput  l a y er  an d t he  hi dde l a y er   ij ω   and  t he  h i dd en  l a y er ' s  t hr es ho l va l u e a ,  c al c u l at e  t he  hi dd en  l a y er ' s  out put H .                   ( 1)     I n t he f or m ul a,   l   i s  t he  nu m ber  o f  hi dde n no des ;   f i s  t he i nc ent i v e f unc t i o n of  t he   hi d den  l a y er .  T hi s  f unc t i o n has  m an y  k i nds  of  ex p r es s i on f or m s ,  and t h i s  p aper   s e l ec t ed  f unc t i on i s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   9 56    96 2   958                       ( 2)         T he t hi r d s t ep:  C a l c ul a t e t he ou t put   l a y er .   A c c or di ng  t o t he  hi dde n l a y er ' s  o ut put c onnec t i on w ei ght s and t hr e s hol d ,  c al c u l at e  t he  B P   n eu r al  ne t w or k ' s  pr edi c t i v out put .                   ( 3)     T he f our t h s t ep:  C a l c ul a t t he  er r or .   A c c or di n g t t he   net w or k ' s   f or ec as t   out put   and   ex pec t ed out put ,  t he  net w o r k s  pr edi c t i on  er r or  i s  c al c u l at e d.                   ( 4)     T he  f i f t s t ep:   U p dat t he  w ei g ht .   A c c or di n t t he  n et w or k ' s   pr edi c t i on  er r or ,   u pdat e   t he n et w or k ' s  c onnec t i o w ei g ht s .                    ( 5)               ( 6)     I n t h e f or m ul a,     i s  t he  l e ar ni ng   r at e .   T he  s i x t s t ep:   U pdat t he   t hr es hol d .   A c c or di n t ne t w or k ' s   pr edi c t i o er r or updat e   net w or k  node' s  t hr es ho l d .                    ( 7)                   ( 8)     T he s ev ent h s t ep:  J ud ge  w het h er  t he  i t er at i o n of  t he a l gor i t hm  i s  ov er .   I f   not  ov er ,  r et ur t o t h e s ec ond  s t ep.   T he f l ow  c har t  of  B P  ne ur al   net w or k  al gor i t hm  i s  s ho w n i n  F i g ur e 2.         F i gur e 2 .   F l o w  c h ar t  of  B P   al g or i t hm   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       R ec ogn i t i on of   O dor   C har a c t er i s t i c s   bas ed on B P   N eur a l   N et w or k  ( W u Lei )   959   3 .  O d o r   S ig n a A c q u is it io n   3. 1 .   E x p e r i m e n E q u i p m e n t   T hi s  paper  us e s   t h e P E N 3 el ec t r oni c  n os e s y s t em  t o c ol l ec t  t h e od or  da t a.  P E N el ec t r on i c  nos i s  an an al y t i c a l  i ns t r um ent  w h i c h i s   c o m pos e of  a s et  of  c o m p os i t e c hem i c al   s ens or s  and  i d ent i f i c at i o n s of t w ar e.  T he har d w ar e s t r u c t ur e of  t he  s y s t em  i nc l u de s  s ens or  ar r a y ,   s a m pl i n and  c l e ani ng  c h anne l ,   da t ac qu i s i t i on  s y s t em   and  c o m put er .   T he  s ens or   ar r a y   c ons i s t s  of  10  m et al  ox i de s ens or s ;  eac h s ens or  s en s i t i v e t o t he o dor  m ol ec ul e s  i s  di f f er ent .   W h en t he o d or  c ont ac t ed  w i t t he s ur f ac e of  t he  s e ns or ,  t he r edox  r e ac t i o n o c c ur s ,  t her eb y   af f ec t i ng  t he  c i r c ui t   s t r uc t ur of   t he  s ens or .   A f t er   s am p l s t an f or   c er t ai t i m e,   t he  t o em pt y   v o l at i l gas  t hr o ugh  a bu i l t - i n pum p,  i t  i s  a ds or bed f r om  t he ent r anc e t o t h e s e ns or  c hanne l ,   t hr oug t h e s ens or   ar r a y   i s   ex c l ude f r o m   t he  ex por t s F i gur e   3 s ho w s   t he   r es p ons c ur v e of   t en s ens or s  i n t he m eas ur e m ent  pr oc es s .  D at a pr oc es s i ng a nd p at t er n r ec o gn i t i o n bas ed  on t he  r at i o of  G  t o G 0.  G  i s  t h e r es i s t anc e v a l ue of  t he s a m pl e hea ds pac e v o l at i l e s  t hr ough t he   s ens or .  G 0 i s  t he r es i s t anc e v al u e of  t he  r ef er enc e ga s  t hr ough  t he  s ens or   [9 - 11] .           F i gur e 3 .   E l ec t r o ni c  n os e r e s pons e s i g na l       3. 2 .   E x p e r i m e n ta l   M at er i a l s   Labor at or y   t em per at ur i s   25  degr ees   C el s i us ,   t he  s a m e   qual i t y   of   m i l k   w er s t or ed  f or   one da y ,  t w o d a y s ,  t hr e e d a y s ,  f our  da y s ,  f i v e da y s .  T ak e t he s a m e qual i t y  of  f r e s m i l k  and  f i ve   di f f er ent  da y s   of  m i l k  i nt o t h e t es t  t u be.     3. 3 .   E x p e r i m e n ta l   M e th o d s   T he  l abor at or y   t em per at ur of   25  degr ees   C el s i us ,   F r es m i l k   and  f i ve   k i nds   of   s t or ed   w i t di f f er ent   num ber   of   da y s   of   m i l k   eac t ak out   1 0 m l   put   i t he  t es t   t ub e.   E ac t y p of   m i l k   s a m pl es   w as  pr ep ar ed  50   r epl i c at e s am pl es .  A f t er  s t and i ng f or  10m i n,  t he  t op e m p t y   v ol a t i l gas  t hr ou gh a  bu i l t - i n p um p ,  i t  i s  a ds or be d f r o m  t he ent r anc e t o t h e s ens or  c ha nne l ,  t hr o ugh t he   s ens or   ar r a y   i s   ex c l ud ed  f r om   t he  ex por t s .   T he  det ec t i on  t i m i s   150s ,   s ens or   c l ean i ng  t i m i s   60s .   A na l y s i s  of  t h e s i gna l   i n a  s t ead y  s t at e ,  t h e s i gna l   of  t he  80s   i s  us ed  as   t he  t i m e poi nt   of  t he   el ec t r on i c  n os e an al y s i s .   T abl 1   s h o w s  t he  r el at i v e c ond uc t i v i t y   v a l ues   of  t he s i x  gr ou ps  of   s a m pl es  i t en s e ns or s .   D ue t t he  l i m i t at i on  of   t hi s  paper   l eng t h,   her e ar on l y   t he  r es u l t s  of   t hr ee d u p l i c at e s am pl es .       4 .   R e s u l A n al ysi s   4. 1 /   P a r ti a l  L e a s S q u a r e s   A n a l y s i s  o E l e c t r o n i c  N o s e  S o ftw a r e   P ar t i al   l eas t   s quar es ( PL S)   r egr es s i on  i s   m ul t i v ar i at e   s t at i s t i c al   da t ana l y s i s   m et ho d ,   w hi c h b y  m i ni m i z i ng t he  er r or  s u m  of  s quar es  of   a s et  of  dat a t o f i nd t h bes t  m at c hi ng   f unc t i on. I t  us es   t he m os t  s i m pl m et hod t o obt a i n s o m e   unk now n t r ut h v al ue,  a nd t he s um   o f   er r or  s quar i s  m i ni m u m   [ 6] .  P L S   i s  on e of  t h e c om m o nl y  us e d p at t er n  r ec ogn i t i o n a l gor i t hm s  f o r   el ec t r on i c  n os e.  F i gur e  4  i s  t he p ar t i al   l e as t  s quar es  ana l y s i s  m i l k ' s  qual i t y  i n t he s of t w ar of   el ec t r on i c  nos e .   C an b e s e en f r o m  t he f i gur e t he m i l k   of  al l  k i nds  of  qual i t y s  P L S  v al ue,  t hr oug t he  c om par i s on  of   t hei r   s i z c an  be  j ud ged  t he  t es t   s am pl e’ s   qua l i t y .   R and om l y   s el ec t ed  eac Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   9 56    96 2   960   s a m pl es  of  10% ,  20%  and 40%  f or  t he t e m pl at e,  a nd t he r es t  f or  t he t es t   s a m pl es ,  t he r es ul t s   of   t he ex p er i m ent  as  s ho w n i n  T abl e 2.       T abl e 1 .   T he e l ec t r i c a l  c on duc t i v i t y   of   m i l k  w i t di f f er ent  s t or ag da y s  i n 8 0s   R es i s t anc e   Q ual i t y              R( 1 )   R( 2 )   R( 3 )   R( 4 )   R( 5 )   R( 6 )   R( 7 )   R( 8 )   R( 9 )   R ( 10)     F re s h   S a m pl e1   1. 096   1. 095   1. 034   0. 887   1. 016   1. 427   1. 628   1. 039   1. 749   1. 410   S a m pl e2   1. 079   1. 151   1. 029   0. 836   1. 011   1. 191   1. 505   0. 955   1. 064   1. 369                         S am p l e 50   1. 089   1. 163   1. 035   0. 866   1. 016   1. 258   1. 507   0. 980   1. 598   1. 450   O ne  day   S a m pl e1   1. 097   1. 044   1. 038   0. 934   1. 017   1. 557   1. 618   1. 058   1. 605   1. 460   S a m pl e2   1. 037   1. 090   1. 030   0. 862   1. 012   1. 185   1. 538   0. 932   1. 524   1. 373                         S am p l e 50   1. 079   1. 112   1. 035   0. 870   1. 017   1. 182   1. 499   0. 925   1. 486   1. 438   T wo   day s   S a m pl e1   1. 143   2. 222   1. 054   1. 017   1. 026   2. 155   3. 220   1. 254   3. 275   1. 636   S a m pl e2   1. 080   1. 098   1. 031   0. 885   1. 014   1. 244   1. 523   0. 961   1. 551   1. 407                         S am p l e 50   1. 090   1. 134   1. 038   0. 891   1. 019   1. 280   1. 505   0. 974   1. 561   1. 483   T hr ee   day s   S a m pl e1   1. 089   1. 366   1. 050   1. 082   1. 028   2. 318   1. 763   1. 275   1. 651   1. 653   S a m pl e2   1. 090   1. 402   1. 051   1. 176   1. 028   2. 476   1. 788   1. 344   1. 714   1. 675                         S am p l e 50   1. 090   1. 406   1. 052   1. 165   1. 026   2. 331   1. 727   1. 305   1. 699   1. 709   F our   day s   S a m pl e1   1. 111   1. 293   1. 049   0. 977   1. 026   1. 795   1. 756   1. 168   1. 810   1. 610   S a m pl e2   1. 110   1. 348   1. 048   0. 931   1. 023   1. 678   2. 013   1. 092   2. 036   1. 607                         S am p l e 50   1. 091   1. 153   1. 041   0. 869   1. 023   1. 311   1. 563   0. 970   1. 551   1. 509   F i ve   day s   S a m pl e1   1. 094   1. 081   1. 037   0. 915   1. 019   1. 480   1. 630   1. 039   1. 627   1. 460   S a m pl e2   1. 082   1. 120   1. 034   0. 883   1. 016   1. 297   1. 561   0. 979   1. 545   1. 434                         S am p l e 50   1. 089   1. 134   1. 039   0. 893   1. 020   1. 313   1. 482   0. 979   1. 498   1. 500       T abl e 2.   E x per i m ent al  r es ul t s   T he nu m eber   of  t e m pl at e  s a m pl e   20%  of  t he  t o t al   s a m pl e   40%  of  t he  t o t al   s a m pl e   80%  of  t he  t o t al   s a m pl e   T he nu m ber  of  t r ai ni ng  s a m pl e   10   20   40   T he nu m ber  of   t es t   s am p l e   40   30   10   P LS  a c c ur ac y  r at e %   21%   34%   53%   B P   ac c ur ac y  r at e %   35%   46%   90%           F i gur e 4.  P ar t i al  l e as t   s quar es   ana l y s i s       4. 2 .   B P  N eu r al  N et w o r A n al y si s   T he s t r uc t ur e of  B P  ne ur a l  n et w or k  i s  det er m i ned a c c or di ng t o t he c h ar ac t er i s t i c s  of   s y s t em   i nput   and  o ut p ut   dat a.   T he  el ec t r oni c   n os e   has   10  s ens or s   t m ea s ur t he  od or   c har ac t er i s t i c  p ar am et er ,  s o t he  od or  i n put  s i gn al   ha s  10 d i m ens i ons .  T her e ar e s i x  k i nds  of   di f f er ent   qua l i t y   of   m i l k ,   s t he   ou t put   s i g na l   h as   d i m ens i ons .   A c c or d i ng   t t h t r i al   t det er m i ne,   t h n um ber   of   n odes   i t h h i dd en  l a y er   i s   bes t .   S t he  s t r uc t ur e   of   t he  B P   neur a l   net w or k   i s   10 - 9 - 6 .   S e l ec t ed   eac s am pl es   of   10% ,   20 %   and  40%   f or   t he  t em pl at e,   an t he  r es t   f or  t he t es t  s am pl es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       R ec ogn i t i on of   O dor   C har a c t er i s t i c s   bas ed on B P   N eur a l   N et w or k  ( W u Lei )   961   F i gur i s   t he  m ean  s quar er r or   an t h pr e di c t i ve   odor   s i g na l   of   t he  t es t   s am pl f or   f r es h m i l k .   M ean s quar e er r or  i s  t he  m ean s quar ed di f f er enc e bet w een t h e out p ut  and t he t ar get   t hat  i s  t he  e   v al u e.  T he bes t  v er i f i c at i on p er f or m anc m or e c l os e t o 0 i nd i c at es  t h a t  t he t r ai n i n g   m odel   i s   bet t er .   I t   c an  b s een  f r o m   t he  f i gur t ha t   t he  t r ai ni ng  m odel   of   B P   ne ur al   n et w or k   i s   r eas ona bl e ;  t he bes t   v er i f i c at i on p er f or m anc e i s  0. 00 1119 7 i n t h e f i f t y - se c on d t r ai ni ng.   I n t he  pi c t ur e of  pr ed i c t i v e od or  s i gna l ,   t he d ot t e d l i ne  i n  t he f i gur e r epr es e nt s  t he  t ar get  out put   c at egor y ;  t he s o l i d l i n e s ho w s  t he  ac t ua l  o ut pu t  c at e go r y .   F r om  t he f i gur e c a n b e s een t he  ac t ua l   out p ut  a nd t he t ar get   out pu t  i s  bas i c al l y   co n si st e n t .         ( a)   Mean  s quar e  er r or     ( b)   P r ed i c t i v e o dor  s i gna l     F i gur e 5.  B P  neur al   net w or k  anal y s i s       T he i dent i f i c at i on r es u l t s  f or  al l  t es t  s am pl es  ar e s how n  i T abl e 2.   A s  c an be s een f r o m   t he dat i T abl 2 ,   t he m or e num ber   of  t r ai ni ng  s a m pl es   is   t he hi gher   r ec og n i t i on r at e   of   t he  al g or i t hm .   U nder   t h c ond i t i on  of   t he  s am t r ai n i ng  s a m pl num ber ,   t he  r ec ogni t i on  r at of   B P   neur a l   net w or k   al gor i t hm   i s   hi gh er .   T s u m   up,   f or   t he  i dent i f i c at i on  of   odor   c har ac t er i s t i c s   w i t h   non l i n ear   d at a s t r uc t ur a n l i t t l d i f f er enc e,   t he r ec o gni t i o n ac c ur ac y   of   B P  ne ur al   net w or k   i s   hi g her  t h an t he  par t i al   l e as t  s quar e a l g or i t hm .       5.   C o n c l u s i o n   U s i ng t he m et hod  of  t hi s   paper ,   B P  n eur a l  n et w or k  al g or i t hm  i s  us ed t id e n t if y   t h c har ac t er i s t i c   of   odor .   T he  r ec ogni t i o ac c ur ac y   c an  r eac 9 0% .   C om par w i t t he  p ar t i a l   l eas t   s quar es   a nal y s i s   w h i c h i s  i t he  e l ec t r on i c  n os e  s of t w ar e ,   B P   ne ur al   ne t w or k   al gor i t h m   r ec ogni t i o n ac c ur ac y   i s   m u c h hi g her  t ha n t h p ar t i a l   l eas t  s quar es   al gor i t hm .   A n d t he   r ec ogni t i o n ac c ur ac y   w i l l   i nc r eas w i t h  t he  i nc r eas e of  t he  num ber  of  t r ai n i ng s am pl es .   T her ef or e,   f or  t he i dent i f i c at i o n   of  odor  c har ac t er i s t i c s  w i t h n on l i n ear  dat a s t r uc t ur e and l i t t l di f f er enc e,   neur a l  n et w or k   c an m or e ac c ur at el y   an d ef f ec t i v el y   i de nt i f y   t he  odor  c har ac t er i s t i c s .       A c k n o w l e d g m e n ts   T hi s   w or k  i s   s uppor t ed  b y   N at ur a l  S c i enc e F o und at i o n of   I nner   Mo ngo l i A u t on om ou s   R egi on ( N o.  2 014 MS 061 9) ,  and I n ner  Mon go l i a S c i enc and T ec hnol og y  P r oj ec t  ( N o.   2012 030 4) .   It' s   r es ear c h  f i ndi n gs  t hat  ap pl i c at i on  s y s t em  of  i nt el l i ge nt  d e c i s i on m ak i ng   t ec hno l og y ,   b y   i n dus t r y   i n n ov a t i o n t a l e nt s  t eam  of  I nn er  Mon go l i a  A ut on om ous   R egi on.       R ef er en ces   [1   L iu   H o ng - xi u ,  L uo   De - han.   O dour  R e c ogn i t i on A l gor i t hm s   f or  M ac hi ne O l f ac t i on S y s t em .   C h i n es j our na l  of  s e ns or s  a nd a c t u at o r s .   20 06 ;   19( 6) :   251 8 - 25 22.   [2   W ang   W ei - we i ,  Z ha ng   S ai - n an.   E l ec t r oni c  n os s y s t e m  b as e d on P C A  an d B P  hy br i d neur al  net w or k   al gor i t h m . T r an s d uc er   and  M i c r os y s t em  T e c hn ol o gi e s .   2 013 ;   33( 4) :   90 - 9 2.   0 10 20 30 40 50 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 B est  V al i d at i o n  P er f o r m an ce i s 0. 0011197 at  ep o c h  52 M ean  S q u ar ed  E r r o r   ( m se) 58 E p o ch s     T r a i n V al i dat i on T e s t B es t 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 4. 5 5 5. 5 6 -0 . 2 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2     T em pl at e o u t pu t A c t ua l  o ut p ut Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   9 56    96 2   962   [3   D e H an,  Y aw en S hao.  D i s c r i m i n at i on o f  C hi n es e H e r bal  M edi c i ne by  M ac hi n e  O l f ac t i on .   T EL KO M N I KA   T el ec om m uni c at i on  C om put i ng E l ec t r oni c s   a nd C ont r ol .   2013 ;   11( 2) :   63 0 - 6 36.   [4   S hi   Z hi bi a o,   H uan S he ngqu a n,   F an  X uebi ng,   L i   Y ang.   S t ud y   on  E l ec t r oni c   N os B a s ed  o B i ol ogi c   O l f ac t i on.   C h i na  M ec hani c al  E ngi ne er i n g .   2 007 ;   18( 2 3) :   28 10 - 2812 .   [5   Q I N  S h u - ji,  X u   C hun - hua,  W A N G   Z han - s ha n.   E f f e c t  of  A r t i f i c i al  N eu r al  N et w or k  on P er f or m an c o f   E l ec t r oni c  N os e.   J our n al   of  T o ngj i  U ni v er s i t y .   200 5 ;   3 3 (6 ):   804 - 808.   [6   G ao T i an,   W a n g Q i .   T ar ge t  R ec og ni t i on A l gor i t hm  B as ed o n B P  N et w or k s  a nd I nv ar i an t   M om ent s .   T EL KO M N I KA   T el ec om m uni c at i on  C om put i ng E l ec t r oni c s   a nd C ont r ol .   2013 ;   11( 2) :   96 9 - 9 74.   [7   H ong   Xu e - z hen,   W ei  Z he n - bo ,   H ai   Z he n g,   W ang   J un .   A p pl i c at i on  of  E l ec t r on i c  N o s and N eur a l   N et w or k  i n B e ef  F r es h ne s s  D et e c t io n .   M oder n F ood S c i e nc and T e c h nol o gy .   201 4;   3 0 (4 ):   280 - 28 5.   [8   H anaa T ,   EI - m ad any ,  F at en   F ahm y .   S pa c e c r af t   pow er  s y s t em  c ont r o l l er   bas ed o n neur a l  net w or k .   A c t a A s t r on aut i c a .   201 1 ;   69 ( 7 - 8 ):   65 0 - 657 .   [9   G ao  Li - pi n g,   W an g   J un,  C ui   S hao - qi ng,  et   al .   E v al u at i o of  f r e s h  j u i c e  of  s t r aw ber r i es   at  d i f f er e n t   degr ee s   of   r i pen es s   us i ng  e l ec t r o ni c   nos and  e l e c t r on i c   t ongu e.   J o ur na l   of   Z h ej i a ng  U ni v er s i t y .   2012 ;   38( 6) :   7 15 - 724 .     [1 0   Z hou   H ong bi a o ,   Z han g   Y u lin ,   D i ng   Y ou w ei ,   L iu   J ia jia .   A p p l i c a t i o n of  adapt i v e pr oba bi l i s t i c  neur al   net w or k  i n C h i ne s l i q uor  E - N os e.   C A A I  T r an s a c t i o ns  on  I n t el l i gent   S y s t em s .   2013 ;   8 (2 ):   17 7 - 182 .   [1 1   O l unl oy V O ,   I bi da po   T A,   D i n ri f o   R R.   N eur al   net w or k - b as e d   el ec t r oni c   nos f or   c o c oa  b ea ns   qua l i t y   as s es s m e nt .   A gr i c ul t ur al  E n gi neer i n g I n t er na t i on al :  C I G R   J o ur nal .   201 2;   1 3 (4 ):  1 - 1 7.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.