基于小波變換-遺傳算法-偏最小二乘的草莓糖度檢測(cè)研究

張 娟 原 帥 張 駿

(1.煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院電子工程系山東煙臺(tái) 265500；2.煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院山東煙臺(tái) 264005；3.煙臺(tái)大學(xué)光電信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院山東煙臺(tái) 264005)

草莓口感酸甜，營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種人們普遍喜愛的水果。草莓糖度是決定口感和營(yíng)養(yǎng)的重要因素。傳統(tǒng)的水果糖度檢測(cè)的方法多采用理化分析法，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、步驟繁瑣、成本高。隨著近紅外光譜測(cè)量技術(shù)和近紅外光譜儀器的快速發(fā)展，近紅外光譜技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于無損檢測(cè)領(lǐng)域[1]。新型便攜式近紅外光譜儀具有體積小、低功耗、高性能、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和在線分析，越來越廣泛應(yīng)用于水果生產(chǎn)中的管理監(jiān)測(cè)、產(chǎn)后加工和質(zhì)量評(píng)判中[2，3]。基于便攜式-近紅外光譜測(cè)量分析技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水果內(nèi)部品質(zhì)的簡(jiǎn)單、快速、無損檢測(cè)，具有成本低、重現(xiàn)性好、分析效率高等優(yōu)勢(shì)[4]。

近年來，國(guó)內(nèi)外利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)草莓糖度的檢測(cè)和分析進(jìn)行了大量的研究工作，其中光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理和預(yù)測(cè)模型的建立方法是研究熱點(diǎn)。金同銘等[5]采用一階導(dǎo)數(shù)逐步回歸的方法獲取定量分析定標(biāo)方程，對(duì)草莓的糖度、酸度等多指標(biāo)進(jìn)行分析；牛曉穎等[6]采用偏最小二乘法提取的潛在變量作為最小二乘-支持向量機(jī)和反向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，建立了草莓糖度的近紅外定量模型；ITO[7]將草莓原始近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)處理，利用多元線性回歸法建立預(yù)測(cè)模型。為了獲得精確度更好、預(yù)測(cè)能力更高的紅外光譜模型，本研究采用小波變換(WT)去噪預(yù)處理，以遺傳算法(GA)并結(jié)合偏最小二乘法(PLS)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)優(yōu)化選擇，建立草莓糖度的近紅外光譜模型，并進(jìn)行分析和驗(yàn)證?！?br>