陣列式多光譜透反射型瓜果果肉品質在線檢測技術研究

李 爽，繆 宏，何光宇，李孟麗，張玉華，許榮華

（1.揚州大學機械工程學院；2.揚州市三江農業科技發展有限公司；3.揚州福爾喜果蔬汁機械有限公司，江蘇 揚州225000）

1 緒論

瓜果分級技術能夠保證瓜果的質量,提高消費者的滿意度,增強瓜果產業的競爭力和利潤水平。瓜果分級指標包括外部品質和內部品質兩個方面，其中外部品質的主要分級指標是瓜果的果形、大小、色澤、表面質量和顏色等，其中瓜果的表面質量可以通過表面光潔度、表面缺陷(斑點、污點、爛壞)、損傷來描述；內部品質則是指糖度、硬度、酸度、可溶性固形物等指標。瓜果已經發展成為我國最典型的高效特色農業產業之一，瓜果產業的發展具有重要的經濟、社會和生態效益。然而，大部分瓜果往往未經檢測分選或僅經過簡單的粗加工即進入消費市場，包裝不標準、質量不穩定、農產品的增值程度低，大大降低了市場的競爭力。

本文針對瓜果類無損檢測分選的社會需求，研究不同瓜果糖度的特征光譜波段，通過選擇和優化果實果肉糖度對應的特征光譜波段，提出陣列式的多光譜透反射型瓜果內部品質在線檢測技術，研發陣列式的多光譜透反射型在線檢測系統。

2 研究方法與檢測原理

研究不同瓜果糖度的特征光譜波段，通過選擇和優化果實果肉糖度對應的特征光譜波段，提出陣列式的多光譜透反射型瓜果內部品質在線檢測技術，研發陣列式的多光譜透反射型在線檢測系統，通過選擇和優化瓜果果肉糖度對應的特征光譜波段，建立基于支持向量數據域描述的隸屬度函數，利用該隸屬度函數預測瓜果樣本所對應級別的預測隸屬度，瓜果果肉在線檢測流程如圖1（b）所示；研發陣列式的多光譜透反射型在線檢測裝置如圖1（a）所示，設計二組陣列式光纖探頭，由每個探頭接受一個特征波段的光譜信息，基于不同波段的漫反射近紅外光譜檢測果肉糖度，利用不同波段透射的近紅外光譜進行果心檢測，依據支持向量機模型的分級規則對各個瓜果樣本進行分級并判斷品質分級的正確率，從而有效提高光譜檢測速度。實驗結果表明，研發的陣列式多光譜透反射型瓜果內部品質在線檢測系統可滿足一次同時采集多波段的瓜果透反射光譜信息的需求，實現對瓜果糖度的在線快速準確檢測，糖度檢測正確率90%以上。

圖1 陣列式多光譜透反射型在線檢測系統與流程圖

3 結論

3.1 創新性的瓜果糖度特征光譜波段提出陣列式多光譜透反射型果肉品質在線檢測技術，可一次同時采集多波段的瓜果品透反射光譜信息，大大提高糖度光譜檢測速度。

3.2 基于不同波段的漫反射近紅外光譜檢測果肉糖度，利用不同波段透射的近紅外光譜進行果心檢測，從而有效提高光譜檢測速度，實驗可滿足一次同時采集多波段的果實透反射光譜信息的需求，實現對果實糖度的在線快速準確檢測，糖度檢測正確率達90%。