水果品質(zhì)檢測中的近紅外光譜數(shù)據(jù)處理分析.pdf

1、近年來，隨著以色列創(chuàng)業(yè)公司Consumer Physics開發(fā)出了微型光譜儀Scio,大小如日常使用的U盤，與手機(jī)的藍(lán)牙相連后僅需一掃就可查詢被測物質(zhì)的成分，這無疑表明光譜檢測技術(shù)在食品安全檢測問題上展現(xiàn)出的極大潛力。水果高品質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn)就在于農(nóng)藥殘留是否超標(biāo)，以及糖度是否合適。本文重點(diǎn)研究基于近紅外光譜的蘋果糖度、農(nóng)藥殘留以及品種識(shí)別的無損實(shí)時(shí)檢測。
　　論文的主要工作包括：通過MATLAB對(duì)采集到的近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)處

2、理，研究糖度、農(nóng)殘和品種三種品質(zhì)的光譜特性，然后構(gòu)建此三個(gè)參數(shù)的預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)光譜采集及品質(zhì)參數(shù)提取。通過比較，研究直接差分、S-G一二階導(dǎo)數(shù)、多元散射校正、小波變換等預(yù)處理方法，以及偏最小二乘法、主成分分析法的模型的構(gòu)建方法與相應(yīng)的特征波長選取方法，提出“基于主成分分析的投影判別法”在特征波長選取上的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)表明，通過比較全波段光譜建模與特征波長光譜建模的效果，證明利用主成分得分值進(jìn)行投影對(duì)于特征波長選取有較明顯的效果。利用PLS-

3、DA算法建模，對(duì)蘋果、柑橘的品種進(jìn)行識(shí)別分析，實(shí)驗(yàn)表明識(shí)別率達(dá)到100％。最終，提出云計(jì)算快速處理與實(shí)時(shí)分析方案，設(shè)計(jì)處理與分析的軟件程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)水果品質(zhì)光譜信息的實(shí)時(shí)分析和模型優(yōu)化。在檢測過程中所獲得的原始近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)入實(shí)時(shí)分析與服務(wù)系統(tǒng)，再自動(dòng)調(diào)用MATLAB光譜預(yù)處理算法對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，隨后匹配近紅外光譜校正模型，完成水果品質(zhì)參數(shù)的預(yù)測。利用此系統(tǒng)，用戶可快速得到水果各成分含量的數(shù)據(jù)信息，也可在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)與查詢匹配