高光譜成像技術對靈武長棗果皮強度的無損檢測

丁佳興,吳龍國,2,何建國,*,劉貴珊,強 鋒

(1.寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021;2.寧夏大學土木與水利工程學院,寧夏銀川 750021)

高光譜成像技術對靈武長棗果皮強度的無損檢測

丁佳興1,吳龍國1,2,何建國1,*,劉貴珊1,強 鋒1

(1.寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021;2.寧夏大學土木與水利工程學院,寧夏銀川 750021)

利用高光譜技術對靈武長棗果皮強度檢測進行研究,為靈武長棗外部品質無損檢測提供科學方法。采集120個靈武長棗的400～1000 nm的高光譜圖像,對光譜數據進行預處理;應用連續投影算法(SPA)、正自適應加權算法(CARS)和無信息變量消除法(UVE)對原始光譜數據提取特征波長;分別建立基于全光譜和特征波長的偏最小二乘回歸(PLSR)和最小二乘支持向量機(LS-SVM)果皮強度預測模型。結果表明:采用標準正態變換(SNV)預處理算法效果最優,其PLSR模型的交叉驗證相關系數(Rcv)為0.8207,交叉驗證均方根誤差(RMSECV)為9.9630;利用SPA、CARS和UVE法從全光譜的125個波長中分別選取出29個、31個和31個特征波長;而基于全光譜建立的LS-SVM模型效果最優,其預測相關系數(Rp)為0.9555,預測均方根誤差(RMSEP)為3.8282;研究結果表明基于高光譜成像技術采集的靈武長棗漫反射光譜進行果皮強度無損檢測具有可行性。

可見-近紅外,高光譜成像,果皮強度,無損檢測,最小二乘支持向量機

靈武長棗,產于寧夏回族自治區靈武市,栽培歷史悠久,品種優良,鮮食果味鮮美,質地酥脆,液汁多富有較好的口感;且富含多種維生素,礦物質和氨基酸等,營養價值很高,深受消費者喜愛[1-2]。然而紅棗在采摘、分級、加工以及運輸等過程中,不可避免地會受到不同程度的擦傷、壓傷、碰傷和摔傷,導致長棗果皮受到不同程度的損傷,從而加速長棗的腐爛變質,嚴重影響長棗品質及其銷售。……