發(fā)布時間：2023-04-29 03:39

　　無損檢測技術(shù)對于保證食品與農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)與安全有重要作用。其中可見-近紅外光譜(Vis-NIRS)技術(shù)由于其快速、無損、技術(shù)相對成熟、穿透能力強(qiáng)可以獲得內(nèi)部品質(zhì)信息等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛使用。但傳統(tǒng)Vis-NIRS技術(shù)的基礎(chǔ)是基于朗伯比爾定律的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法。由于大多數(shù)生物組織是高散射介質(zhì),且光在生物組織中的傳播是一個非常復(fù)雜的過程,而朗伯比爾定律不能準(zhǔn)確描述光在其中的傳輸規(guī)律。Vis-NIRS技術(shù)采集到的光譜一般為樣本對光吸收與散射等綜合作用后的信息,使用這樣的光譜信息對相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測,容易導(dǎo)致預(yù)測精度不夠,模型魯棒性差。因此對光在農(nóng)產(chǎn)品組織傳輸機(jī)理以及農(nóng)產(chǎn)品光學(xué)特性參數(shù)檢測方法的研究具有重要意義:(1)對光傳輸機(jī)理的研究有助于理解傳統(tǒng)Vis-NIRS法中存在問題及原因;(2)光傳輸機(jī)理的研究有助于農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)檢測裝置的開發(fā)有指導(dǎo)意義;(3)檢測得到的光學(xué)特性參數(shù)可直接用于相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)的預(yù)測。目前關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品光學(xué)參數(shù)的檢測方法主要有積分球法、空間分辨法(SR)與時間分辨法(TR),用于農(nóng)產(chǎn)品光學(xué)特性參數(shù)的計(jì)算模型主要有逆向倍增(IAD)算法、漫射近似理論(DA)與蒙特卡洛(MC)仿...

【文章頁數(shù)】：204 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
相關(guān)符號及縮略詞
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光學(xué)特性參數(shù)及其基本測量方法介紹
        1.2.1 吸收系數(shù)
        1.2.2 約化散射系數(shù)
        1.2.3 其他光學(xué)參數(shù)
    1.3 光傳輸模型介紹
        1.3.1 輻射傳輸方程
        1.3.2 漫射近似方程
        1.3.3 蒙特卡洛仿真
        1.3.4 倍增與逆向倍增算法
    1.4 農(nóng)產(chǎn)品光學(xué)特性參數(shù)間接測量法研究現(xiàn)狀
        1.4.1 基于IAD的積分球技術(shù)
        1.4.2 空間分辨法、時間分辨法、頻域法與空間頻域法
            1.4.2.1 空間分辨法
            1.4.2.2 時間分辨法
            1.4.2.3 空間頻域法
    1.5 本研究目的、內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.5.1 研究目標(biāo)
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線圖
    1.6 本章小結(jié)
第二章 光學(xué)仿體制作及其光學(xué)特性參數(shù)參考值計(jì)算
    2.1 引言
    2.2 光學(xué)仿體的制作
        2.2.1 液體仿體
        2.2.2 固體仿體
            2.2.2.1 薄平板型固體仿體
            2.2.2.2 厚平板型固體仿體
            2.2.2.3 半球型固體仿體
    2.3 光學(xué)仿體光學(xué)特性參數(shù)參考值的計(jì)算與穩(wěn)定性測試
        2.3.1 吸收系數(shù)參考值
        2.3.2 約化散射系數(shù)參考值
            2.3.2.1 以Intralipid-20%為散射粒子
            2.3.2.2 以TiO₂為散射粒子
        2.3.3 仿體穩(wěn)定性測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 積分球系統(tǒng)開發(fā)與梨的多指標(biāo)預(yù)測
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 積分球系統(tǒng)
        3.2.2 光譜測量步驟
        3.2.3 系統(tǒng)精度驗(yàn)證
        3.2.4 梨樣本準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.5 梨多指標(biāo)預(yù)測數(shù)據(jù)分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 系統(tǒng)精度驗(yàn)證
        3.3.2 梨貨架期與光學(xué)特性參數(shù)之間的關(guān)系
        3.3.3 梨SSC與硬度預(yù)測結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光學(xué)特性參數(shù)提高模型預(yù)測效果研究
    4.1 引言
    4.2 吸收與約化散射光譜改善模型預(yù)測效果的研究
        4.2.1 系統(tǒng)校準(zhǔn)
        4.2.2 樣本配置
        4.2.3 理化指標(biāo)預(yù)測
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 積分球系統(tǒng)校準(zhǔn)與精度驗(yàn)證
        4.3.2 理化指標(biāo)預(yù)測結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 空間頻域成像系統(tǒng)開發(fā)與梨損傷檢測初步研究
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 空間頻域成像系統(tǒng)(SFDI-V0)
s'>        5.2.2 空間頻域下漫射近似方程與時域幅值解調(diào)法計(jì)算μ_a、μ's

        5.2.3 相機(jī)標(biāo)定與系統(tǒng)線性度驗(yàn)證
            5.2.3.1 相機(jī)標(biāo)定
            5.2.3.2 線性度校正
        5.2.4 系統(tǒng)初步校準(zhǔn)與精度驗(yàn)證
        5.2.5 實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備
        5.2.6 梨不同損傷程度判別
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 相機(jī)標(biāo)定與系統(tǒng)線性度校正結(jié)果
            5.3.1.1 相機(jī)標(biāo)定結(jié)果
            5.3.1.2 線性度校正結(jié)果
        5.3.2 系統(tǒng)校準(zhǔn)后精度驗(yàn)證結(jié)果
        5.3.3 梨損傷判別結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 基于MC仿真數(shù)據(jù)的LSSVR結(jié)合GA算法光傳輸模型研究
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 空間頻域下的MC仿真
        6.2.2 頻率優(yōu)化
        6.2.3 前向問題:LSSVR用于建立前向模型
        6.2.4 逆向問題
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 空間頻率的優(yōu)選
        6.3.2 前向驗(yàn)證
        6.3.3 逆向驗(yàn)證
        6.3.4 損傷梨光學(xué)特性參數(shù)計(jì)算結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
第七章 LSSVR結(jié)合單拍解調(diào)算法實(shí)現(xiàn)梨光學(xué)特性參數(shù)快速計(jì)算
    7.1 引言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 改進(jìn)的空間頻域成像系統(tǒng)與軟件
        7.2.2 單拍法解調(diào)漫反射率及其驗(yàn)證
        7.2.3 基于MC仿真的LSSVR與ANN模型
        7.2.4 梨樣本準(zhǔn)備與理化實(shí)驗(yàn)
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 單拍法計(jì)算R_d結(jié)果驗(yàn)證與單拍照射圖案優(yōu)選
        7.3.2 ANN與LSSVR模型預(yù)測效果驗(yàn)證與比較
        7.3.3 梨損傷后不同時間間隔光學(xué)特性參數(shù)
        7.3.4 梨質(zhì)地指標(biāo)與SSC預(yù)測效果
    7.4 本章小結(jié)
第八章 相位測量輪廓術(shù)結(jié)合空間頻域成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)梨光學(xué)特性參數(shù)無損檢測
    8.1 引言
    8.2 表面輪廓對光學(xué)特性參數(shù)計(jì)算結(jié)果的影響初步研究
        8.2.1 SFDI與PMP結(jié)合同時獲得光學(xué)特性參數(shù)與表面輪廓信息
        8.2.2 表面輪廓對光學(xué)特性參數(shù)的影響探索研究
    8.3 基于MC仿真與系統(tǒng)校正結(jié)果的空間頻域漫反射率修正方法
        8.3.1 球形樣本MC仿真
        8.3.2 表面輪廓對R_d修正公式的確定與驗(yàn)證
        8.3.3 半球型仿體光學(xué)特性參數(shù)檢測結(jié)果
        8.3.4 梨光學(xué)特性參數(shù)檢測結(jié)果
    8.4 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與展望
    9.1 全文總結(jié)
    9.2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)
    9.3 研究局限與今后研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間的主要科研成果



本文編號：3805091

boshi