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高光谱成像仪在草莓硬度检测中的应用

时间:2023-08-22 点击:364次

草莓的硬度是评价草莓内部品质的主要指标之一,由于草莓保存时间较短,很容易变质,检测草莓的硬度不仅有助于指导消费者,而且对于草莓的采后贮藏和加工具有重要意义。本文介绍了高光谱成像仪在草莓硬度检测中的应用,感兴趣的朋友不妨了解一下!

草莓

草莓硬度检测的重要性:

草莓又叫红莓、洋莓、地莓等,原产于南美,在中国各地及欧洲等地广为栽培。草莓营养价值丰富,有“水果皇后”的美誉,含丰富维生素C,有帮助消化的功效。与此同时,草莓还有巩固齿龈、清新口气、润泽喉部、保护视力等保健功效。因此,草莓成为深受广大消费者喜爱的水果之一,人们在选择时也就会更加关注草莓的内部品质。硬度是评价草莓内部品质的主要指标之一,由于草莓保存时间较短,很容易变质,检测草莓的硬度不仅有助于指导消费者,而且对于草莓的采后贮藏和加工具有重要意义。目前主要采用探头压入的方法检测草莓硬度,这种方法不仅耗时、费力,而且是一种有损检测方法,不利于水果的大规模检测。因此,寻找一种快速无损检测水果品质的方法很有必要。


高光谱成像仪在草莓硬度检测中的应用:

高光谱成像仪因其优越性,不仅在遥感领域大量应用,在水果品质无损检测领域也应用广泛。它集合了成像技术和光谱技术两者的优点,具有“图谱合一”的特点,其中提取图像信息检测水果外部品质,提取光谱信息则用于检测水果内部品质,同时可将图像信息和光谱信息进行特,征融合,以此更好地检测水果的内外部品质。使用高光谱仪检测草莓硬度的具体步骤如下:

1.草莓样品采集

采集新鲜、大小均匀的草莓样品120个,采摘后放置于4℃条件下冷藏,隔天取出样品放置6h,使其处于室温下并编号。对其采集高光谱图像和硬度测量。

2.光谱数据获取

将草莓置于高光谱成像系统的移动操作台上,采取线扫描方式获取光谱数据,该方式是在空间域进行扫描,特别适合于传送带上方物体的动态检测,是果蔬品质检测时最为常用的图像获取方式。由于草莓体积较小,检测过程中以10个草莓为一组构成一幅图像。

3.光谱数据提取

采用分析软件对采集的光谱图像进行光谱信息提取,为了使光谱数据更准确,提取整个样本的平均光谱作为原始光谱。由于小于400nm和大于100nm的光谱数据噪声较大,因此,选取 400~1000nm波长的数据。

4.建立预测模型与评价

利用分析软件采用不同的方法对原始光谱进行预处理,并使用该数据进行建模,分析不同的预处理方法对预测模型的作用。应用偏最小二乘回归(PLSR)建立草莓硬度预测模型,并对模型的预测能力进行验证和精度评价。

综上所述,利用高光谱成像技术对草莓硬度预测进行研究,运用多种预处理方法,消除采集光谱数据过程中所产生的噪声,并建立相应的定量预测分析模型。结果表明,利用高光谱成像技术对草莓硬度的预测方法是可行的。在以后对草莓的研究过程中可以增加草莓的种类,研究贮藏过程中草莓内部品质的变化,以延长草莓的贮藏期。建立预测效果更佳且更为稳定的模型,促进高光谱成像技术在果蔬品质检测中有更广泛应用。

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