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梨可溶性固形物含量的在线近红外光谱检测 被引量：57
1
作者 孙通 应义斌 +1 位作者 刘魁武 胡雷秀 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2536-2539,共4页
应用近红外透射检测技术在线检测梨的可溶性固形物(SSC)。在实验台上以0.5 m.s-1的速度,300 W的光照强度,采用半透射方式检测梨的光谱。实验采用的梨样品为187个,其中147个样品为校正集,40个样品为预测集,应用偏最小二乘回归(PLS)和主... 应用近红外透射检测技术在线检测梨的可溶性固形物(SSC)。在实验台上以0.5 m.s-1的速度,300 W的光照强度,采用半透射方式检测梨的光谱。实验采用的梨样品为187个,其中147个样品为校正集,40个样品为预测集,应用偏最小二乘回归(PLS)和主成分回归(PCR)建立梨可溶性固形物的在线预测模型。选取550～700 nm,700～850 nm,550～850 nm为建模波段范围,发现无论对于PLS还是PCR,都是550～850 nm波段的建模结果好。本实验还研究对比不同的光谱预处理方法(光谱平滑,一阶微分,二阶微分等)对预测模型性能的影响,其中5点S-G(Savitzky-Golay)光谱平滑能有效地提高光谱的信噪比,改善模型预测精度,而一阶微分、二阶微分对模型性能改善基本上没有影响;最好的预测模型相关系数r=0.948 8,校正标准差RMSEC=0.236,预测标准差RMSEP=0.548。结果表明:PLS模型预测性能较好,梨可溶性固形物的在线检测具有可行性。 展开更多
关键词 近红外光谱 可溶性固形物 在线检测 梨
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黄桃表面缺陷和可溶性固形物光谱同时在线检测 被引量：25
2
作者 刘燕德 吴明明 +3 位作者 孙旭东 朱丹宁 李轶凡 张智诚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期289-295,共7页
表面缺陷和可溶性固形物是评价黄桃品质的重要指标,采用可见/近红外漫透射光谱技术,探讨黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测的可行性。在运动速度为5个/s、积分时间100 ms、光照强度1 000 W的条件下采集黄桃表面缺陷果与正常果的... 表面缺陷和可溶性固形物是评价黄桃品质的重要指标,采用可见/近红外漫透射光谱技术,探讨黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测的可行性。在运动速度为5个/s、积分时间100 ms、光照强度1 000 W的条件下采集黄桃表面缺陷果与正常果的近红外漫透射光谱。对比分析了同一个黄桃样品损伤前后的光谱特征,建立了黄桃的最小二乘支持向相机判别模型与偏最小二乘判别模型。同时建立了黄桃可溶性固形物偏最小二乘回归模型并采用连续投影算法对模型进行优化,研究了表面缺陷果对黄桃可溶性固形物检测模型精度的影响,最终实现了黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测。采用未参与建模的样品来评价模型的在线分选的准确性,其中表面缺陷果的正确判断率为100%,可溶性固形物分选准确率达到93%。试验结果表明:黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测是可行的,研究可为黄桃在线分选提供技术参考和理论依据。 展开更多
关键词 光谱检测 农产品 可见近红外光谱 漫透射 在线检测 表面缺陷 可溶性固形物
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基于LED组合光源的水晶梨可溶性固形物和大小在线检测 被引量：13
3
作者 刘燕德 彭彦颖 +2 位作者 高荣杰 孙旭东 郝勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期338-343,共6页
该文探讨了近红外光谱技术结合发光二极管(LED)组合光源探头在线检测水晶梨的可溶性固形物和大小的可行性。试验中采用850、880和940nm3盏LED组成组合光源探头,每个水晶梨在均匀成单列的输送线上以每秒5个梨的速度运动,采用漫反射方式... 该文探讨了近红外光谱技术结合发光二极管(LED)组合光源探头在线检测水晶梨的可溶性固形物和大小的可行性。试验中采用850、880和940nm3盏LED组成组合光源探头,每个水晶梨在均匀成单列的输送线上以每秒5个梨的速度运动,采用漫反射方式采集水晶梨的漫反射光谱。应用偏最小二乘(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法建立了可溶性固形物和大小2个理化参数的校正模型,同时对不同光谱预处理方法(平滑、一阶微分、二阶微分)建立的模型的预测性能进行了对比分析,并通过外部验证来检验模型预测的准确性。利用平滑处理光谱建立偏最小二乘(PLS)模型的预测效果最优,可溶性固形物和大小的相关系数分别为0.86和0.90,预测均方根误差分别为0.58%和1.93mm。试验研究表明:应用近红外光谱技术结合LED组合光源探头在线检测水晶梨可溶性固形物和大小具有可行性。 展开更多
关键词 近红外光谱 大小分布 农产品 在线检测 可溶性固形物
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鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测研究 被引量：13
4
作者 孙旭东 刘燕德 +2 位作者 李轶凡 吴明明 朱丹宁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期227-233,共7页
采用可见近红外漫透射光谱技术,探讨鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测的可行性。在5个/s运动速度下,采集了黑心果和正常果的可见近红外能量谱。分析了正常果和黑心果的可见近红外光谱响应特性,分别建立了鸭梨黑心病峰值比判别... 采用可见近红外漫透射光谱技术,探讨鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测的可行性。在5个/s运动速度下,采集了黑心果和正常果的可见近红外能量谱。分析了正常果和黑心果的可见近红外光谱响应特性,分别建立了鸭梨黑心病峰值比判别模型和偏最小二乘判别模型。同时建立了可溶性固形物偏最小二乘回归模型,考察了黑心病对鸭梨可溶性固形物偏最小二乘回归模型预测精度的影响,提出了鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测策略。采用未参与建模的新样品,评价鸭梨黑心病和可溶性固形物含量在线分选的准确性,黑心果判别准确性达到100%,正常果可溶性固形物预测标准差为0.45°Brix,分选正确率达到98%。 展开更多
关键词 鸭梨 黑心病 可溶性固形物 在线检测 可见近红外光谱 漫透射
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不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型建立及优化 被引量：5
5
作者 欧阳爱国 吴明明 +1 位作者 王海阳 刘燕德 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1497-1501,共5页
应用近红外漫透射光谱检测技术对不知火杂柑的可溶性固形物(SSC)进行在线检测具有十分重要的意义。研究变量筛选方法对不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型的影响,为实现其快速、准确的在线检测分级奠定基础。实验把形状不整、内藏瓤瓣... 应用近红外漫透射光谱检测技术对不知火杂柑的可溶性固形物(SSC)进行在线检测具有十分重要的意义。研究变量筛选方法对不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型的影响,为实现其快速、准确的在线检测分级奠定基础。实验把形状不整、内藏瓤瓣的不知火杂柑作为研究对象,选取560~930nm的光谱,采用偏最小二乘法(PLS)建立不知火杂柑可溶性固形物的在线检测模型,并讨论不同的光谱预处理方法(卷积平滑(S-G)、一阶微分(1st derivatives)等),不同的变量筛选方法(移动窗口偏最小二乘法MWPLS、遗传算法GA、连续投影SPA)对PLS所建预测模型性能的影响。经对比,多元散射校正(MSC)能有效地消除光散射的影响,遗传算法能大大地降低了建模的波长点数,缩短了建模时间,改善模型预测精度。其最优PLS模型的RP=0.956,RMSEP=0.380,RC=0.967,RMSEC=0.340。实验表明在线检测不知火杂柑的可溶性固形物是完全可行的。 展开更多
关键词 不知火杂柑 近红外漫透射光谱 在线检测 可溶性固形物 变量筛选
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脐橙可溶性固形物的在线近红外光谱检测 被引量：4
6
作者 刘燕德 翟建龙 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第3期186-190,共5页
【目的】应用近红外光谱漫反射技术在线检测脐橙内部的可溶性固形物含量（SSC）。【方法】以0.3m/s的速度、400W的光照强度获取脐橙（脐橙样品为97个,其中74个为校正集,23个样品为预测集）的漫反射光谱;对比不同光谱预处理方法（平滑、... 【目的】应用近红外光谱漫反射技术在线检测脐橙内部的可溶性固形物含量（SSC）。【方法】以0.3m/s的速度、400W的光照强度获取脐橙（脐橙样品为97个,其中74个为校正集,23个样品为预测集）的漫反射光谱;对比不同光谱预处理方法（平滑、一阶微分、二阶微分等）对偏最小二乘回归（PLSR）所建预测模型性能的影响,建立PLSR、主成分回归（PCR）和多元线性回归（MLR）在线检测脐橙可溶性固形物含量的预测模型。【结果】在520~1 000nm光谱范围,卷积平滑（S-G）能有效提高光谱的信噪比,改善模型预测精度;基于PLSR所建立的预测模型较PCR和MLR更为理想,其预测相关系数（RP）为0.90,预测均方根误差（RMSEP）为0.61。【结论】利用在线近红外光谱技术检测脐橙可溶性固形物含量是可行的。 展开更多
关键词 脐橙 近红外光谱 在线检测 可溶性固形物
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基于全透射近红外光谱的西瓜不同部位可溶性固形物含量在线检测研究 被引量：1
7
作者 严忠伟 田喜 +3 位作者 张艺飞 李廉洁 刘三庆 黄文倩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1800-1808,共9页
可溶性固形物含量(SSC)是评价西瓜果肉品质优劣的关键指标。西瓜SSC在线检测模型的建立,可以实现西瓜品质按其SSC进行在线分级,满足不同人群需求,提高市场竞争力。以160个京美2K西瓜为研究对象,通过实验室自主研发的在线检测设备,采集... 可溶性固形物含量(SSC)是评价西瓜果肉品质优劣的关键指标。西瓜SSC在线检测模型的建立,可以实现西瓜品质按其SSC进行在线分级,满足不同人群需求,提高市场竞争力。以160个京美2K西瓜为研究对象,通过实验室自主研发的在线检测设备,采集了西瓜两种姿态的可见近红外全透射光谱数据,分别与西瓜不同部位SSC建立偏最小二乘回归(PLSR)预测模型,探究西瓜SSC在线检测的最佳姿态和检测部位。首先,分别定义西瓜不同部位SSC测量值为瓜蒂糖、中心糖、瓜脐糖和整果糖,在线检测的两种姿态分别定义为T1姿态和T2姿态。其次对比西瓜不同部位SSC,探讨西瓜SSC评价标准。然后去除光谱透射强度值较低且频率较高,包含大量噪声和无用信息的光谱数据,最终选取波长范围(671~1116 nm)的光谱进行分析。采用卷积平滑(SGS)算法分别与多元散射校正(MSC)、单位矢量归一化(UVN)和标准正态变量变换(SNV)这3种算法相结合对两种姿态下的光谱数据进行预处理,随后对应西瓜不同部位SSC分别建立预测模型。通过对比不同模型的预测结果发现:使用SGS和MSC组合对T1姿态采集的光谱数据预处理效果最好,而对于T2姿态的光谱数据使用SGS与UVN结合预处理效果最好;T1姿态明显比T2姿态的光谱数据所建模型的预测效果好;对西瓜瓜蒂糖和整果糖的预测结果较好,瓜脐糖次之,中心糖最差。最后采用竞争性自适应重加权算法(CARS)分别对预测瓜蒂糖和整果糖的模型进行优化。其中,共挑选出81个波长点用于建立预测瓜蒂糖模型,106个波长点用于建立预测整果糖模型,两模型的预测集相关系数分别为0.8810和0.8758,均方根误差分别为0.8667%和0.7589%,不仅模型得到了简化,还提高了模型的预测精度。研究结果表明,西瓜不同姿态和对不同部位SSC预测的差异,会影响西瓜SSC在线检测和品质评价分级结果,应根据用户的实际需求进行模型选取和优化;为此,提出了糖度评价指数,为进一步开发西瓜SSC在线检测设备提供了技术支撑。 展开更多
关键词 近红外光谱 西瓜 可溶性固形物含量 在线检测 模型优化
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不同品种苹果糖度近红外光谱在线检测通用模型研究 被引量：15
8
作者 刘燕德 徐海 +3 位作者 孙旭东 姜小刚 饶宇 张雨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期922-928,共7页
由于果实内部细胞结构、组成成分和光学传输特性的不同,品种差异会对近红外建模分析果实内部品质时产生较大的影响,以致原有模型无法高精度地预测果实品质参数。探讨开发不同品种近红外通用模型用于在线检测苹果内部品质的可行性。采用... 由于果实内部细胞结构、组成成分和光学传输特性的不同,品种差异会对近红外建模分析果实内部品质时产生较大的影响,以致原有模型无法高精度地预测果实品质参数。探讨开发不同品种近红外通用模型用于在线检测苹果内部品质的可行性。采用水果动态在线分选设备,设置运行参数为:积分时间100 ms,运动速度5 s^-1,采集包括冰糖心,红富士及水晶富士三个品种苹果的近红外漫透射光谱。分析了三个品种近红外漫透射光谱的响应特征,其光谱曲线走势基本一致,在650, 709和810 nm附近存在突出吸收峰,而在670, 750与830 nm附近存在波谷,其差异主要表现为光谱吸收强度的差异。采用多元散射校正, Savitzky-Golay卷积平滑及归一化处理方法,减少了不同品种引起的光谱信息差异。混合三个品种各校正集样本,采用偏最小二乘回归算法建立了不同品种糖度的通用模型,并利用无信息变量消除法(UVE)对建模变量进行筛选,最终得到的有效变量个数为155。所建立的UVE-PLS模型对验证集的决定系数,均方根误差以及残留预测偏差分别为0.80, 0.61%与2.21。在UVE筛选变量的基础上,采用连续投影算法再对建模变量进行选择,最终选出的变量个数为22。采用多元线性回归(MLR)方法建立了简化后的通用模型,对验证集的决定系数与均方根误差分别为0.78与0.64%。测试集用于评估最佳的不同品种糖度通用模型的实际性能,模型对每个品种测试集的潜变量数,决定系数与均方根误差分别为6~10, 0.77~0.79与0.45~0.75%。结果表明水果动态在线分选设备对不同品种苹果内部品质检测的潜力。通过建立通用模型,扩大了单一品种模型的预测范围,提高了模型在不同品种间的预测稳健性。并且采用合适的变量选择方法能够减少模型变量个数,降低模型复杂程度,并最终提高模型速率。开发不同品种水果内部品质通用模型在波长有限的近红外光谱设备中具有良好的潜在应用。 展开更多
关键词 在线检测 近红外光谱 通用模型 偏最小二乘法 无信息变量消除 苹果 糖度
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