制服丝袜电影 近红外皮线检测安装参数对苹果糖度模子适用性的影响
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发布日期：2024-10-24 12:33 点击次数：139
我国苹果产量及莳植面积在公共占比超50%制服丝袜电影，然则由于采后自动检测和分级期间不及，导致我国优质果率不及，苹果出口量仅占总产量的10%，亟需生果品性在线检测安装提高我国苹果在海外阛阓的竞争力。近红外光谱在线检测安装看成一种快速、无损和绿色的检测装备，已应用于检测苹果、草莓、柑橘、梨、西瓜等生果的里面品性[1-4]。近红外光谱在线检测安装的检测速率和积分时候等要素会影响所设立的糖度模子的性能，因此，设立检测速率和积分时候的通用模子荒谬必要。
学者应用近红外光谱期间对生果里面品性作念了好多计算：郭志明等[5]讹诈近红外透射法设立了苹果腐心病的在线检测系统，其设立的瞻望模子的关系系数为0.92；Liu等[6]设立了脐橙可溶性固形物含量(Soluble solid content，SSC)的近红外漫反射在线检测模子，其瞻望关系系数为0.90；李龙等[7]讹诈近红外光谱期间搭建了苹果在线无损检测装备，并对苹果SSC设立了瞻望模子，其关系系数达到0.949，瞻望集均方根差错为0.449；韩东海等[8]和刘新鑫等[9]使用近红外透射光谱相连波段筛选关节对苹果的2种病害进行判别，其判别模子准确率达到95.7%；Xu等[10]计算相比了单点和双点检测对苹果SSC在线检测精度的影响，使用双分支光纤的系统阐发了超卓的鲁棒性，而使用单分支光纤的系统阐发了超卓的准确性，其瞻望集决定系数达到0.63。以上学者进行的计算齐未洽商在线检测速率和积分时候对模子的影响，所设立的模子的性能较低。崔丰娟等[11]计算了近红外光谱在线网罗安装的出动速率对所设立的模子性能的影响，基于2种通顺速率设立了混杂通顺速率模子，其瞻望集关系系数为0.94，均方根差错为0.289；Sun等[12]讹诈近红外动态在线检测装备，计算了安装不同通顺速率对设立的翠冠梨糖度瞻望模子的影响，杀青发现，当通顺速率为0.5 m/s时，所设立的糖度模子的性能较好。以上学者探究了检测速率的要素，然则莫得触及对积分时候的计算。本文应用近红外光谱在线检测系统网罗不同检测速率和积分时候的苹果光谱数据，设立不同检测速率和积分时候的苹果糖度通用模子。
1 材料与关节 1.1 考试材料考试使用的苹果样品品种为‘红富士’，计较180个，订购于山东烟台某果园，苹果直径为75~85 mm，到货后，用湿巾将苹果名义灰尘擦除，置于环境温度为25 ℃的室内保存24 h后网罗苹果的考试光谱，经Kennard-Stone(K-S)算法分类后，其中，建模集样本光谱135个，用于设立SSC模子，瞻望集样本光谱45个，用于对设立的模子性能进行评判。
1.2 考试安装与光谱网罗本文领受的近红外光谱网罗安装是由本计算前期自主研发的动态在线漫透射检测安装[13]，如图1所示，光源为2排卤素灯，1排5个，计较10个，卤素灯的参数为12 V、100 W，为漫透射面孔网罗光谱信息提供光源。苹果放在果杯上，经链条传输至暗箱中，由卤素灯照亮过程的苹果，透过苹果里面的光被光纤接收并通过光谱仪传输至电脑，光谱仪的波长为350~1 150 nm，通过配套的光谱网罗软件疗养样品的积分时候。光谱网罗前安装预热30 min，通过动掸检测速率旋钮疗养果杯的出动速率，从而疗养苹果的检测速率。考试分为5组，5组的检测速率和积分时候诀别为：第1组0.3 m/s、100 ms，第2组0.5 m/s、70 ms，第3组0.5 m/s、100 ms，第4组0.5 m/s、120 ms，第5组0.5 m/s、150 ms。每个样品在赤说念部位网罗4次光谱，散布在4个面上，取其平均光谱看成该样品的考试光谱。
1.3 SSC测定苹果样品的SSC领受折射式数字糖度仪(PR-101a，日本)测量，用生果刀切下4个面光谱网罗部位的部分果肉，将果肉挤出果汁，滴在糖度仪的测量位置，测量苹果此面的糖度值制服丝袜电影，取4个面的平均糖度值看成该苹果样品的糖度值。
1.4 数据处分最初应用K-S算法将网罗到的苹果样本进行分类，使用Unscrambler软件导入彀罗到的光谱数据，设立苹果的SSC模子，模子的性能领受瞻望集关系系数(RP)和均方根差错值(RMSEP)进行评判。
2 杀青与分析 2.1 苹果SSC测量杀青分析对180个苹果样品诀别使用K-S算法进行建模集与瞻望集的分类，其中建模集135个，瞻望集45个，苹果的SSC测量值如表1所示。建模集的SSC含量领域较广，为9.05~16.40°Brix，大于瞻望集的SSC含量领域，9.65~14.85°Brix，不错对苹果糖度模子取得较好的瞻望成果。
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表 1 苹果SSC统计杀青
Table 1 Statistical results of apple SSC
2.2 不同检测速率和积分时候下光谱特色分析
2.2.1 不同检测速率和积分时候的光谱对比
取180个样品中具有代表性的苹果样本，相比2种检测速率的光谱，如图2所示。0.3 m/s网罗到的光谱能量较强；2种检测速率网罗到的光谱波形基本交流，波峰位于640、710、和800 nm处，波谷位于675、755 nm处。在710 nm处的波峰主要与C—H和O—H键的倍频伸缩振动相关[14-15]，在800 nm处的波峰主要与C—H键及N—H键的二级倍频收受相关[16-17]。0.3 m/s检测速率下样品的能量光谱高于0.5 m/s，变成此舒适的原因是0.3 m/s的检测速率下，样品的曝光时候长，透过样品的光能量较多，探伤器领受的能量光谱值较高。
取与图2交流的苹果样品，在4种积分时候下的光谱如图3所示。全体光谱能量强弱关系是150 ms > 120 ms > 100 ms > 70 ms，4种积分时候所网罗到的光谱波形基本交流，在640、710、800 nm近邻存在波峰，波谷位于675、755 nm近邻，积分时候越长，光谱的能量值越高。
2.2.2 不同检测速率和积分时候的光路分析光泽在苹果里面传输旅途如图4所示。在0.3 m/s检测速率下，样品在光源下的曝光时候长，得回有余晖泽的同期也带入许多杂散光，导致下方光纤接收到的信息含有许多无须信息；在0.5 m/s检测速率下，传输速率加大导致佩戴苹果里面品性信息的光泽传输到果杯壁上，莫得被果杯下的光纤探头接收。关于不同的积分时候，短积分时候导致较少的光泽干预苹果里面，光纤探头获取的光谱信息量不及，从而导致获取的苹果里面品性信息不及；长积分时候时干预苹果里面的光泽较多，同期光纤探头接收的苹果里面品性信息照旧饱和，更多地获取了杂散光的信息[18]。以上要素齐会导致所设立的苹果SSC瞻望模子性能变差。
2.3 单一检测速率和积分时候设立模子的适用性 2.3.1 检测速率与积分时候交流期建模集与瞻望集使用偏最小二乘法(Partial least squares，PLS)设立苹果糖度瞻望模子，为精采模子过拟合或欠拟合，潜变量的数目(Latent variables, LVs)设定为1~20。5组检测速率和积分时候设立的苹果糖度PLS模子杀青如表2所示，建模集与瞻望集检测速率与积分时候交流期苹果SSC散点图如图5所示。杀青标明：积分时候在100~150 ms时，建模集和瞻望集模子的关系系数(RC、RP)齐在0.85以上，且瞻望集均方根差错(RMSEP)较小，模子精度较高；积分时候为70 ms时，设立的模子精度较低，积分时候对苹果糖度模子存在阈值，底下只计算100~150 ms积分时候提高模子精度的关节。
表 2 5组检测速率和积分时候建模杀青1）
Table 2 Modeling results of five groups of detection speed and integration time
2.3.2 检测速率与积分时候不同期建模集与瞻望集
由表2不错看出，当检测速率为0.5 m/s、积分时候为100 ms时，设立的苹果SSC模子性能最佳，RP为0.921，RMSEP为0.451。选取检测速率为0.5 m/s、积分时候为100 ms组中的建模集看成建模集与瞻望集检测速率与积分时候不同期模子的建模集，诀别对其他组别的瞻望集进行瞻望，其杀青如表3所示，其瞻望模子散点图如图6所示。杀青标明：当建模集与瞻望集检测速率与积分时候不同期，RMSEP较建模集与瞻望集检测速率与积分时候交流期大，瞻望成果较差。在执行的生果在线检测线上，需设立在一定检测速率和积分时候领域内均适用的模子，因此底下将计算怎样提高苹果糖度模子在不同检测速率和积分时候下的适用性。
表 3 检测速率0.5 m/s、积分时候100 ms时瞻望其他检测速率和积分时候模子的杀青1）
Table 3 Prediction results of other detection speeds and integration time models with detection speed of 0.5 m/s and integration time of 100 ms
2.4 混杂检测速率和积分时候设立模子的适用性
在“2.3”4组考试组中的建模辘集，使用K-S算法共选取135个具有代表性的样本光谱看成混杂检测速率与积分时候瞻望模子的建模集，诀别对各考试组进行瞻望，瞻望杀青如表4所示，其瞻望模子散点图如图7所示。杀青标明：混杂检测速率和积分时候设立的瞻望模子拟合成果较好，模子性能较优，相关于单一速率和积分时候看成建模集设立的瞻望模子，RP彰着提高，RMSEP彰着减小，模子稳健性彰着提高，能在一定检测速率和积分时候领域内，对苹果SSC达到更好的瞻望，舒适不同环境下苹果糖度在线检测的条目。
表 4 混杂检测速率和积分时候瞻望模子瞻望杀青1)
Table 4 Prediction results of prediction model with mixed detection speed and integration time
3 论断
本文计算了不同检测速率和积分时候对苹果SSC瞻望模子的影响，瞻望模子中建模集和瞻望集的检测速率和积分时候交流期的瞻望成果优于建模集与瞻望集的检测速率和积分时候不同期。为舒适在线检测的需要，瞻望模子应在一定的检测速率和积分时候领域内，保捏精采的瞻望性能，为此设立了混杂检测速率和积分时候模子；相关于单一检测速率和积分时候看成建模集设立的瞻望模子，RP由0.877提高至0.919制服丝袜电影，RMSEP由0.570减小至0.477，对苹果SSC达到更好的瞻望成果，舒适了不同环境下苹果糖度在线检测的条目。