基于高光谱技术和红外热成像技术的鲜食水果玉米品质无损检测

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lost123321
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国是一个农业大国,也是一个粮食生产大国,其中,鲜食玉米的产量位居世界首列,而且需求量仍在逐年增长。真空包装的鲜食水果玉米食用方便且贮存时间长,但是这对其品质要求较高,而含水率、可溶性固形物(SSC)含量和外观等是评价鲜食水果玉米品质的重要指标。因此,本论文以鲜食水果玉米“甜冠军”为研究对象,基于高光谱技术检测鲜食水果玉米的含水率和SSC含量;基于高光谱技术和红外热成像技术对鲜食水果玉米机械损伤进行判别,从而为后续便携式在线检测仪器的开发提供理论依据。主要研究内容及结论如下:(1)基于高光谱技术建立鲜食水果玉米含水率预测模型。对鲜食水果玉米进行光谱数据采集并提取,通过比较变量标准化算法(SNV)、附加散射校正算法(MSC)、卷积平滑(SG)、移动平均法(MA)等6种数据预处理方法,并与原始光谱建模效果作比较,发现MSC预处理建模效果较好,所建模型的预测集决定系数Rp~2达到了0.7951,预测集均方根误差RMSEP为0.0063。接着选用连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)以及随机蛙跳法(RF)优选特征波长用于鲜食水果玉米含水率的预测,通过比较发现CARS-PLS模型效果较好,所建模型的预测集决定系数Rp~2达到了0.8250,预测集均方根误差RMSEP为0.0060。通过比较BP神经网络、GA-BP神经网络、最小二乘支持向量算法(LS-SVM)、粒子群算法(PSO)和极限学习机(ELM)的建模效果并与PLS建模效果作比较,发现ELM的建模效果最好,其预测集决定系数Rp~2达到了0.8548,预测集均方根误差RMSEP为0.0052。(2)基于高光谱技术建立鲜食水果玉米SSC含量预测模型。对鲜食水果玉米进行光谱数据采集并提取,通过比较SNV、MSC、SG、MA等6种数据预处理方法,并与原始光谱建模效果作比较,发现原始光谱建模效果较好,所建模型的预测集决定系数Rp~2达到了0.8049,预测集均方根误差RMSEP为0.3140。接着选用SPA、CARS以及RF优选特征波长用于鲜食水果玉米SSC的预测,通过比较发现SPA-PLS模型效果较好,所建模型的预测集决定系数Rp~2达到了0.8188,预测集均方根误差RMSEP为0.3048。通过比较BP神经网络、GA-BP神经网络、LS-SVM、PSO和ELM的建模效果并与PLS建模效果作比较,发现PSO的建模效果最好,其预测集决定系数Rp~2达到了0.8472,预测集均方根误差RMSEP为0.3615。(3)基于高光谱技术和红外热成像技术建立鲜食水果玉米机械损伤判别模型模型。通过比较SNV、MSC、SG、MA等6种数据预处理方法,并与原始高光谱数据建模效果作比较,发现SNV预处理的模型效果较好,所建模型的预测集决定系数Rp~2达到了0.9600,预测集均方根误差RMSEP为0.0845。接着选用SPA、CARS以及RF优选特征波长并结合热红外温度(T)信息用于鲜食水果玉米机械损伤的判别,通过比较发现(CARS+T)-PLS模型效果较好,所建判别模型预测集决定系数Rp~2达到了0.9802,均方根误差RMSEP为0.0707。选用CARS提取的特征波长结合基于红外热成像技术提取的感兴趣区域温度的最小值、最大值和平均值三个指标进行后续模型的构建。通过比较BP神经网络、GA-BP神经网络、LS-SVM、PSO、ELM的建模效果并与PLS建模效果作比较,发现LS-SVM的建模效果最好,其预测集决定系数Rp~2达到了0.9942,预测集均方根误差RMSEP为0.0040。
其他文献
亚麻,一般可分为提取纤维用亚麻、榨油用亚麻和榨油提取纤维兼用亚麻三种类型。蓝亚麻,别名宿根亚麻(Linum perenne L.var.sibiricum Planch.),为亚麻科亚麻属多年生草本花卉。胡麻,即榨油用亚麻的俗称,是中国西北地区和华北地区重要的油料作物之一。目前,胡麻机械化收获方式按收获的模式分类主要有分段收获与联合收获,按喂入方式分类主要有全喂入式与半喂入式。亚麻(胡麻)作物属麻
学位
我国荞麦种植面积广泛,荞麦因其独特的保健价值成为农民增加收入的重要经济作物,但目前国内外针对荞麦等杂粮的收获机械尚处于起步阶段,尤其适用于杂粮的割晒机械仍处于较低水平,市场现有的立式割晒机不适用于荞麦等杂粮的收获作业,存在缠绕、堵塞和籽粒损失大的缺点,制约了荞麦等杂粮作物的种植推广;为此设计一款性能优良的割晒机有利减轻人工劳动强度、增加作物经济效益。本文的主要研究内容如下几方面:(1)参考国内外割
学位
随着我国经济发展与社会转型,社会主要矛盾发生了转变,城市也逐渐从增量扩张过渡到存量更新。伴随人民日益增长的美好生活向往,社区规划开始转型,从提供基础的物质设施转向关注人的需求。社区公共空间作为距离居民私人生活最近的公共空间,为居民的日常活动提供场地,影响居民生活幸福感。但现有研究对社区公共空间的关注不足,进行布局评价时较少考虑到空间规模与出入口位置产生的影响,或仅从微观视角分析社区公共空间。而从宏
学位
健康城市建设与发展在人们享受生活和充分发挥自身潜能的过程中,发挥重要作用,其中适宜的、良好的体力活动是健康城市的直接表征,日益成为应对公共健康挑战的有效路径。而滨水空间作为城市中重要公共空间,是居民进行户外体力活动的主要场所。如何满足居民日益增长的体力活动需求,发挥滨水空间的健康效益,是未来滨水空间品质提升的发展趋势。近年来,相关学者开始研究滨水空间在促进体力活动方面的作用,但滨水空间环境的复杂性
学位
我国有机肥资源丰富且广泛,有畜牧业的地方就有有机肥。土地的肥力由于化肥的施用,需要有机肥的施用来改善,然而目前大部分地区的有机肥撒施作业还是以人力为主。人力撒施有机肥存在工作强度大、工作环境差、工作效率低、抛撒均匀性差等问题,针对这些问题,研制有机肥撒施机具有重要的意义。针对有机肥颗粒间粘结力大、易结块、流动性差、不易抛撒的问题,结合有机肥撒施机的国内外现状和有机肥撒施机的农艺要求,对有机肥撒施机
学位
苹果营养丰富,耐贮藏且风味较好,是我国的一种重要水果。对苹果穿刺力学特性与微观结构关系的构建能够为不同品种苹果力学特性差异的原因给出解释;对不同加载速度下苹果各部位穿刺力学的差异分析可以为苹果的采摘、运输及贮藏提供参考。本文通过对苹果果皮、果肉、果核3部位穿刺力学特性进行试验研究,分析苹果各部位力学特性及其对于整果力学特性的影响;通过观察苹果各部位微观结构特性,分析不同微观结构对于穿刺力学特性的影
学位
在我国沿海城市快速发展背景下,台风给我国沿海城市建设、发展带来新的挑战。且在我国沿海城市面临的各类自然灾害中,台风也是最大的气候风险之一。在此背景下,城市形态作为影响台风破坏力的重要因素之一,其在不同层面上将得到进一步优化调整,为沿海地区建设适应台风气候的城市提供机遇。然而在我国目前的相关研究中,关于城市形态预防台风、适应台风的实践研究较为薄弱,城市形态的相关研究与台风气候关联性不强,没有形成体系
学位
报纸
为明确双水相系统对玫瑰茄活性成分的提取及其抗氧化活性的影响,本研究以玫瑰茄为材料,采用乙醇-(NH4)2SO4双水相系统提取玫瑰茄活性成分多酚和总黄酮。根据单因子测试结果,制定相应的测定方法,优化多酚和总黄酮的提取方法。进行体外抗氧化活性实验,研究了在最佳的提取工艺下玫瑰茄提取物DPPH自由基的清除率。结果显示,乙醇体积分数为40%,(NH4)2SO4质量浓度为0.24g/m L,液料比为40∶1
期刊
在中国式现代化道路上,文化进步不断与时代发展相适应,形成了中国式文化现代化,为国家全面现代化提供精神动力和价值支撑。文化数字化作为数字科技与文化相结合的产物,体现了文化现代化的发展趋势,在多年实践探索与理论研究基础上被上升为国家战略,与百年中国式文化现代化历程一脉相承,旨在更快更好推进巨大规模人口文化现代化、丰富新时代人民精神世界、促进文化治理现代化和维护文化安全。实施以公共文化数字化和文化产业数
期刊