【摘要】：隨著人民生活水平的不斷提高和生活方式的轉(zhuǎn)變,水果消費(fèi)量在整個(gè)食物消費(fèi)中的比重穩(wěn)步提高,國(guó)民需求不斷增長(zhǎng)。我國(guó)是眾所周知的水果生產(chǎn)大國(guó),然而我國(guó)距離水果貿(mào)易強(qiáng)國(guó)還有一定距離,我國(guó)產(chǎn)出的果品綜合外觀和內(nèi)部品質(zhì)總體性質(zhì)達(dá)到高質(zhì)量的比率不到所有產(chǎn)出水果的三成,難以達(dá)到進(jìn)口國(guó)標(biāo)準(zhǔn),出口量在水果總生產(chǎn)量中占比較低,因此,我國(guó)亟須提高生產(chǎn)技術(shù)和檢測(cè)手段。為解決我國(guó)水果業(yè)中出現(xiàn)的此類問(wèn)題,本次研究針對(duì)薄皮水果的可溶性固形物含量作了快速無(wú)損檢測(cè)的研究,基于薄皮水果的近紅外光譜,提出了無(wú)信息變量消除法(UVE)和極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)結(jié)合的檢測(cè)其固形物含量的新的組合算法。本文以國(guó)產(chǎn)梨為研究對(duì)象,以可溶性固形物含量為檢測(cè)指標(biāo),采用實(shí)驗(yàn)室自行研制的近紅外光在線檢測(cè)裝置采集研究對(duì)象樣品的近紅外漫反射光譜,經(jīng)過(guò)平滑去噪預(yù)處理,交叉對(duì)比分析主成分分析(PCA)、連續(xù)投影算法(SPA)和無(wú)信息變量消除法與偏最小二乘法(PLS)和極限學(xué)習(xí)機(jī)算法建立的檢測(cè)模型,證實(shí)基于近紅外光譜和機(jī)器學(xué)習(xí)的梨的可溶性固形物含量快速無(wú)損檢測(cè)的可行性。本文的主要研究問(wèn)題和內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)搭建了檢測(cè)薄皮水果的近紅外漫反射光譜的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),主要是光譜儀、光源和反射探頭的選擇和儀器的組裝。實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行,沿梨的赤道圈隨機(jī)選擇15個(gè)均分點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集點(diǎn),完成薄皮水果漫反射光譜的實(shí)時(shí)測(cè)量。(2)設(shè)計(jì)了一種全新的對(duì)國(guó)產(chǎn)梨的可溶性固形物含量檢測(cè)的有效算法模型,該模型(以下簡(jiǎn)稱UVE-ELM)對(duì)平滑降噪后的光譜數(shù)據(jù)表現(xiàn)更為優(yōu)異,此外,還分析了具有全光譜、分別經(jīng)過(guò)PCA、UVE和SPA選出特征光譜數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)偏最小二乘回歸模型和極限學(xué)習(xí)機(jī)模型,用以對(duì)比驗(yàn)證UVE-ELM的穩(wěn)健性。對(duì)比模型的相關(guān)系數(shù)、驗(yàn)證均方根誤差和預(yù)測(cè)均方根誤差結(jié)果表明,UVE-ELM模型具有更出色的預(yù)測(cè)結(jié)果和穩(wěn)定性,該模型的校正集相關(guān)系數(shù)和預(yù)測(cè)集相關(guān)系數(shù)分別為0.7881和0.8916,預(yù)測(cè)均方根誤差為0.6043。綜上所述,本文針對(duì)薄皮水果糖度的無(wú)損檢測(cè),旨在提高我國(guó)水果的檢測(cè)技術(shù)手段,基于近紅外光譜數(shù)據(jù)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)方法提出了一種全新有效的快速檢測(cè)模型,該模型收斂速度快,穩(wěn)定性好,預(yù)測(cè)能力較高,相較于傳統(tǒng)的水果糖度檢測(cè)具有方便快速、高效無(wú)損等特點(diǎn),并且具有良好的擴(kuò)展移植性,為水果的其他內(nèi)部品質(zhì)特征檢測(cè)如酸度、病變等提供技術(shù)方向,推進(jìn)我國(guó)的水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
【圖文】：

１．１研究背景及義逡逑由于我國(guó)的地形和氣候的多樣性，我Ｐ種植的水果也品類多樣，可Ｄ怡人，逡逑是水果種植和生產(chǎn)大國(guó)《隨著種植技術(shù)的不斷發(fā)展成熟和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的廣泛應(yīng)用，逡逑水果產(chǎn)業(yè)己經(jīng)成為密切關(guān)系到我國(guó)民生的重要產(chǎn)業(yè)，發(fā)展水果產(chǎn)業(yè)與人們的生活逡逑息息相關(guān)，具有重要意義。在我國(guó)種類繁多的水果中，梨的種植歷史悠久，種植逡逑地域分布廣，在水果市場(chǎng)中占| 要的一席之地，且由于梨生津止渴，親民易得，逡逑可溶性元素易被人體吸收，因此，梨果一詞深得人們的喜愛(ài)［１］。雖然我國(guó)水果每逡逑年都有很大的產(chǎn)出量，但是由于果品質(zhì)量參差不齊，水果的綜合品質(zhì)及商品分級(jí)逡逑化普及率不高，我國(guó)產(chǎn)出的果品綜合外觀和內(nèi)部品質(zhì)總體性質(zhì)達(dá)到高質(zhì)量的比率逡逑不到所有產(chǎn)出水果的三成，其次在水果采后處理方面還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，存在水果品逡逑質(zhì)分級(jí)率低，優(yōu)質(zhì)果商品化范圍不大，，水果外觀質(zhì)量難盡人意等問(wèn)題，從而影響逡逑到果品的銷售和價(jià)格，導(dǎo)致我國(guó)的水果難以達(dá)到進(jìn)口國(guó)的品質(zhì)要求，如圖所示，逡逑ｍｍ量占生產(chǎn)總量比重過(guò)低，近幾年我國(guó)水果出《額增長(zhǎng)緩慢甚至有下降趨勢(shì)，逡逑因此，我國(guó)亟須提氋水果種植生產(chǎn)技術(shù)和檢測(cè)手段。逡逑

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文邋＿于近紅外光譜的梨的可溶性固形物含量的無(wú)第二章近紅外光譜分析技術(shù)理論研究逡逑．１近紅外光譜分析技術(shù)基本原理逡逑一般的，人們根據(jù)波長(zhǎng)的物理性質(zhì)，可將光譜區(qū)域劃分為紫外可見(jiàn)光譜，紅外光譜區(qū)域和中紅外光譜區(qū)域，如圖所示其中，近紅外光譜Ｋ域是在７和２５２６納米之間，以１１００納米為分界點(diǎn)，又可將近紅外光譜區(qū)域劃分短波區(qū)域和近紅外長(zhǎng)波區(qū)域逡逑２００ｎｍ邐７８０ｎｍ邐ｌｌＯＯｎｍ邐２５２６ｎｍ邐２５０００ｎｍ逡逑
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O657.33;TS255.7

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本文編號(hào)：2664223