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水果品质无损检测研究进展及应用现状 总被引：1，自引：0，他引：1
针对市场上存在的水果品质良莠不齐的现状及消费者对水果品质逐步提高的需求,水果售前品质分级显得尤为重要。水果售前品质分级可有效保证市场品质、促进品牌打造、提升商品竞争力、指导采后处理。已有的理化指标检测法和感官评定法均存在检测效率低、劳动强度大等缺陷,无法完全满足实际产业大批量水果无损分级的要求。无损检测作为一种新兴技术在水果品质分级上具有广泛的市场需求和应用前景,至今已形成了光谱、机器视觉、高光谱成像、电子鼻、声特征、介电特性和低场核磁共振等系列水果品质无损检测方法。这些方法针对水果结构、外形、品质指标等差异检测时各具优势,但受环境噪声、漂移噪声、样本差异、检测效率和检测成本等因素影响,并未全部应用于实际生产。介绍了水果品质无损检测领域已有技术的特性及其可行对应检测的水果品质参数,阐述分析了无损检测技术在水果品质分级行业的实际应用现状,讨论了水果品质无损检测领域尚存在的难点,并对下一步研究方向提出建议。 相似文献
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光谱分析技术在水果品质与安全检测中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】对可见光/近红外光谱和拉曼光谱应用于我国水果品质与安全检测领域近年来的研究成果进行总结,并展望其未来发展方向。【方法】文章在纵向梳理基于光谱分析技术检测水果品质与安全研究文献的基础上,深入分析了可见光/近红外光谱和拉曼光谱在我国水果品质(包括内部糖、酸、可溶性固形物、维生素C含量、内部霉变、坚实度及外部缺陷、损伤检测)与安全(农药残留)检测中的研究状况及存在的问题。【结果】在我国,可见光/近红外光谱技术广泛应用于水果各品质指标检测研究,并取得了大量研究成果。拉曼光谱技术在我国水果品质分析领域获得成功应用较少,但在水果农药残留量检测方面比可见光/近红外光谱分析技术更具优势。【结论】可见光/近红外光谱和拉曼光谱在水果品质与安全检测方面应用广泛,但存在较多问题。同时检测指标多、通用性强的便捷式检测系统和痕量检测是未来光谱分析技术在水果质量检测与分级方面的发展方向。 相似文献
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优质水果的生产和销售离不开水果品质检测,传统的水果品质检测手段精度低、成本高、时效性差、破坏性强。近年来,随着科学技术的不断进步,低成本、高效率的水果品质无损检测技术得到飞速发展。其中,高光谱成像技术逐渐成为研究热点。综述了该技术在水果品质无损检测方面的技术原理、应用和发展现状,探讨其在水果品质无损检测领域的应用潜力、存在问题、发展趋势以及应用前景。整体来看,高光谱成像技术能够实现不同水果种类、多个水果品质指标的无损、高效检测,如成熟度、糖度、酸度、红色指数等;受硬件技术限制,其发展侧重于数据挖掘方向,即在硬件发展有限的情况下,通过不断更新和优化的针对性算法获得精准的解析结果;另一方面,设备昂贵、数据处理复杂、模型普适性较差是该技术需要进一步优化和改进的主要问题;其未来发展将基于云计算和人工智能的高效数据处理、适用范围更广的水果品质高光谱检测设备研发、多源综合无损检测等研究方向。随着技术的不断发展,高光谱成像技术在水果品质无损检测方面的应用前景广阔,未来将成为水果品质检测的重要手段之一。 相似文献
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利用近红外高光谱成像技术对番茄叶片叶绿素含量的无损检测进行初步探讨。通过高光谱成像系统(900～1 700 nm)采集了192个番茄叶片图像,基于偏最小二乘回归模型(PLSR)对光谱进行样本集划分,对原始光谱与Kubelka-Munk函数曲线及多种光谱预处理的偏最小二乘回归模型进行对比分析,优选出多元散射校正(MSC)为预处理方法。采用5种方法提取特征波长,并根据特征波长建立偏最小二乘回归、多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)3种模型的叶片叶绿素含量预测模型。结果表明,建立无信息变量消除法(UVE)挑选特征波长的偏最小二乘回归模型最优,其预测集的相关系数(RP)为0.8495,均方根误差(RMSEP)为4.3375。因此,利用近红外高光谱成像技术提取特征波长进行叶绿素含量检测是可行的,同时也为今后番茄品质在线检测提供了理论依据。 相似文献
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《南京农业大学学报》2020,(1)
[目的]为解决水果品质无损检测中成本、效率、精度问题,提出了一种基于高光谱图像和三维卷积神经网络(3D-CNN)的苹果高光谱多品质参数同时检测方法。[方法]使用高光谱成像系统获取400～1 000 nm波段的苹果样本的高光谱反射图像并使用S-G平滑法对原始图像进行去噪处理,在此基础上,对采集到的高光谱图像通过多感兴趣位置的选取以及间隔波段抽取重组的方法进行样本扩充,再利用三维卷积神经网络建立样本扩充后的苹果高光谱图像与苹果糖度、硬度、含水量的多任务学习模型,通过该模型实现对苹果的糖度、硬度、含水量等品质参数的无损检测。[结果]采集245个苹果的高光谱图像及其对应的品质参数信息,通过样本扩充的方法将原始数据集扩充至9 800个样本后进行建模和验证。结果表明:本算法建立的苹果糖度、硬度、水分的分类模型,在糖度类间隔为1°Brix、硬度类间隔为0.5 kg·cm~(-2)、含水量类间隔为10%的情况下,糖度、硬度、水分的预测准确率分别为93.97%、92.29%和93.36%,回归模型糖度、硬度和水分的相关系数最高分别达到0.827、0.775和0.862,比最优的传统算法分别提高15.0%、17.0%和17.2%。[结论]本算法能够较准确实现苹果高光谱多品质参数同时检测,且相对传统方法预测精度有较大提升。 相似文献
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【目的】运用高光谱成像技术检测成熟期酿酒葡萄果皮的花色苷含量。【方法】利用900~1 700 nm近红外高光谱成像和多元回归模型对多品种酿酒葡萄成熟期不同阶段果皮花色苷含量进行预测建模。采集成熟期4~5个阶段的6个品种共75组酿酒葡萄样本的高光谱图像,运用不同预处理方法对光谱数据进行处理。基于主成分分析(PCA)和连续投影法(SPA)降维,将化学方法测量结果作为花色苷含量的参考值,采用支持向量回归(SVR)建立花色苷含量预测模型。【结果】SPA-SVR模型性能优于其他模型,其预测决定系数(R_p~2)为0.869 1,均方根误差(RMSEp)为0.135 9。【结论】将近红外高光谱成像技术应用于多品种成熟期酿酒葡萄果皮的花色苷含量的快速无损检测具有良好的可行性。 相似文献
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基于光谱技术的禽蛋内部品质无损检测研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
禽蛋品质检测是食品安全和消费者权益的重要保障措施,传统禽蛋品质检测主要依赖人工进行,存在工作强度大、效率低且准确率波动大等弊端。光谱检测技术具有快速、安全、无损等优点,近些年来在禽蛋内部品质检测领域发展迅速。本文基于禽蛋的新鲜度、蛋白含量、脂肪含量、血斑肉斑、受精信息、种蛋性别、胚蛋活性等内部品质指标检测的有关研究,概述了近红外光谱、可见-近红外光谱、高光谱成像及拉曼光谱等光谱检测技术在禽蛋内部品质无损检测中的研究进展,分析总结了光谱检测技术在禽蛋无损检测中的应用特点与难点,并展望了其未来发展趋势,以期为我国蛋品无损检测研究及行业质量安全监管提供参考。 相似文献
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基于高光谱和CARS-IRIV算法的‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量检测 总被引：3，自引：0，他引：3
[目的]利用高光谱技术实现‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量的有效无损检测具有重要意义,但是高光谱数据通常噪声明显,大量无关信息变量和冗余信息变量的存在降低了模型的预测精度。本文旨在探究对高光谱数据特征变量筛选的有效方法来实现‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量的快速检测。[方法]以‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量(SSC)为研究指标,利用高光谱成像技术采集样本400~1 000 nm波长的漫反射光谱,对样本感兴趣区域(ROI)的光谱进行预处理,分别采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量算法(IRIV)以及CARS-IRIV算法筛选特征变量,基于不同筛选方法分别建立偏最小二乘(PLS)与最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测模型,以预测集相关系数(Rp)、预测均方根误差(RMSEP)和预测相对分析误差(RPD)值对模型进行评价。[结果]CARS-IRIV算法可以有效减少CARS算法提取的变量个数,并稳定模型预测精度。LS-SVM模型预测结果优于PLS模型,在LS-SVM模型中CARS-IRIV-LS-SVM预测精度最高,Rp、RMSEP和RPD值分别为0.889、0.300和2.823。[结论]CARS-IRIV是一种有效的高光谱特征变量筛选算法,在提高预测精度的同时简化了模型的运算,CARS-IRIV-LS-SVM模型结合高光谱成像技术可以对‘库尔勒香梨’SSC进行快速有效的无损检测。 相似文献
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《江苏农业科学》2016,(6)
为明确采用高光谱成像技术对葡萄可溶性固形物(SSC)检测的可行性。以高光谱成像系统为试验仪器,采集葡萄样本的漫反射光谱,对比分析不同光程校正方法、不同预处理方法对建模精度的影响,建立不同的葡萄SSC定量预测模型。研究结果表明,在波段500~1 000 nm的范围内,采用经过标准正态变化、一阶微分和Savitzky-Golay平滑相结合预处理后的偏最小二乘法建模方法预测能力最强,校正集相关系数(r_c)为0.912 6,校正集均方根误差(RMESC)为0.542,预测集相关系数(r_p)为0.854 0,预测集均方根误差(RMESP)为0.758。由结果可知,应用高光谱成像技术可以对葡萄可溶性固形物含量进行无损检测。 相似文献
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基于高光谱成像技术的苹果表面轻微损伤检测 总被引：1，自引：0，他引：1
《沈阳农业大学学报》2015,(4)
为了研究检测苹果表面轻微损伤的有效的方法,以红富士苹果为试验样本,通过高光谱成像采集系统采集苹果样本的高光谱图像,根据正常苹果表面区域和刚损伤、损伤后(3,10,24h)的损伤区域光谱反射率平均曲线得到有效光谱区域;用掩膜法对图像进行背景分割,并基于有效光谱区域做主成分分析,选取第四主成分(PC4)提取损伤区域,运用阈值分割的方法建立提取损伤区域的算法模型;应用该算法模型对正常苹果和损伤苹果进行检测。检测结果表明:正常苹果样本正确检测率达到100%,损伤苹果样本的正确检测率为97.5%,总体检测精确度高达98.75%,说明利用高光谱成像技术可以有效快速检测出苹果表面的轻微损伤。 相似文献
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运用先进技术实现有机肥高效利用,因地制宜发展区域农业是有机旱作农业发展的重要手段。羊粪施用量的选择与谷子种植用养结合能够有效提高小米品质质量,区别于传统检测手段,高光谱成像对待测样本可以做到检测快速、无损,因而在实现小米粗脂肪、粗蛋白质快速检测中具有巨大潜力。为了为谷子栽培措施的改进及利用高光谱成像对小米营养成分快速检测提供参考和理论支持,试验采集358份小米样本高光谱图像数据并利用传统检测手段进行粗脂肪、粗蛋白质含量测定,同时运用化学计量学方法进行2种成分含量预测。结果表明,连续投影算法结合迭代保留信息变量算法建立的偏最小二乘回归模型在2种成分含量检测上精度最高,其中模型预测粗蛋白质含量相关系数、均方根误差、相对分析误差分别为0.88、0.59、1.99,利用该回归模型进行可视化表达可直观看出不同羊粪施用量下粗脂肪、粗蛋白质的积累规律,并得出每公顷施用90 m3肥料为最佳施用量。 相似文献
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水果的外观特征是水果品质鉴定和分级的关键依据.近年来,机器视觉技术在水果品质检测领域得到广泛应用.根据应用现状,文章对基于可见光波段成像的机器视觉技术在水果大小形状、颜色、虫害及缺陷检测等方面的应用研究进展进行了综述,并对一些较新的先进算法在该领域的应用情况和发展趋势进行了介绍. 相似文献
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日本的水果分级检测高新技术 总被引：6，自引：0，他引：6
一、日本水果的现代 分级检测技术 日本消费者对水果的消费是非常挑剔的,其水果上市前都要经过分级包装。有些价值较高的水果,如冬季上市的西瓜要在标签上标出糖度数值。目前,在日本许多高新技术在水果检测领域得到应用。计算机技术、无损伤检测技术以及自动化控制技术的发展为现代分级检测技术提供了广阔的空间,使分级检测技术正在由半自动化向全自动化、外部品质检测向内部品质检测、复杂化向简单化和方便化、规格标准的文字化向数字化、机械设备结构的复杂化向简单化、数据的人工管理向计算机管理方向转化。 1设备结构的简… 相似文献
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为实现羊肉新鲜度的快速、无损检测,应用高光谱成像技术对不同存储天数的羊肉建立挥发性盐基氮TVB-N(Total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量预测模型。通过高光谱成像系统获取羊肉样本935～2 539nm的高光谱图像,选取样本左上、左下、右上、右下和中间5个位置20×20像素的方形作为感兴趣区域(Region of interesting,ROI),提取ROI并计算区域内样本平均光谱。利用二进制粒子群优化算法(Binary particle swarm optimization,BPSO)和相关系数分析法(Correlation coefficient,CC)提取羊肉TVB-N高光谱特征变量,结合偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)和随机森林回归(Random forest regression,RFR)建模算法,分别建立表征羊肉TVB-N含量的BPSO-PLSR、BPSO-RFR、CC-PLSR、CC-RFR预测模型。依据袋外均方根误差RMSEOOB最小原则,对最佳回归子树和分裂特征2个主要参数进行寻优以提高RFR建模算法的预测精度。比较4个模型的预测效果发现,BPSO-RFR模型的预测精度最高,其校正集决定系数R_c~2和均方根误差RMSEC分别为0.87和2.99,预测集决定系数R_p~2和均方根误差RMSEP分别为0.86和3.36。综上,高光谱成像技术和机器学习算法的有机结合为快速有效检测肉品新鲜度提供了理论依据。 相似文献