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高光谱成像仪在草莓硬度无损检测中的应用

时间:2024-04-03 点击:289次

草莓又叫红莓,营养价值丰富,有“水果皇后”的美誉。硬度是评价草莓品质的重要指标之一,对草莓的硬度进行检测,不仅可以指导消费者,而且对于草莓的采后贮藏和加工具有很重要的意义。本文介绍了高光谱成像仪在草莓硬度无损检测中的应用。

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很重要的意义。目前主要采用探头压入的方法检测草莓的硬度,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,为了快速,且无损的对草莓的硬度进行检测,就可以采用高光谱成像技术。


高光谱成像仪在草莓硬度无损检测中的应用:

高光谱成像技术因其优越性,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。具体步骤如下:

1.样品准备

采集新鲜、大小均匀的草莓多个,并进行编号,以方便数据的测量与统计。

2.光谱数据采集

将草莓置于操作台上,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,检测过程中以多个草莓为一组构成一幅图像。

3.光谱数据提取

采用相应的分析软件对高光谱成像仪采集的光谱图像进行光谱信息的提取,为使光谱数据更准确,提取整个样本的平均光谱作为原始光谱。

4.预测模型建立

对原始光谱数据进行预处理后,就可以建立草莓硬度的预测模型。通过预测模型,就可以对草莓的硬度进行评价。

采用高光谱成像技术对草莓样品进行数据采集,在获取草莓样品高光谱数据后,提取相关感兴趣区的平均光谱,并采用不同的光谱分析方法得到草莓样品敏感波段,建立草莓样品判别的预测模型对判别模型进行评判,最终选用最优模型下敏感波段对应的高光谱图像进行分析,以获取草莓样品的不同信息特征,进而对草莓样品的硬度进行评价。进而研究草莓贮藏过程中草莓内部品质的变化,仪延长草莓的贮藏期。

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