>>背景

酸甜度是水果的重要評(píng)價(jià)成分，對(duì)水果的口感、香氣等品質(zhì)特征具有顯著影響。然而，含糖量高中的某些水果可能對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在危害。對(duì)水果質(zhì)量的檢查，包括外觀形態(tài)檢測(cè)和內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)。外部檢測(cè)對(duì)象包括顏色、大小和外部缺陷等形態(tài)參數(shù)，而內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)對(duì)象主要包括口感、糖度、酸度等。

我國是水果生產(chǎn)和出口大國，但由于水果質(zhì)量與國際標(biāo)準(zhǔn)要求還有較大差距，造成出口水果數(shù)量雖多，但價(jià)格偏低。我們迫切需要提高我國的水果檢測(cè)技術(shù)水平，改善水果質(zhì)量，以提高競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，水果糖度檢測(cè)，特別是以葡萄為代表的整串（串狀）水果的檢測(cè)方式，主要依靠破壞性取樣進(jìn)行，不但工作量大，而且難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和連續(xù)測(cè)量。

因此對(duì)其濃度進(jìn)行準(zhǔn)確分析顯得尤為重要。高光譜技術(shù)作為一種新興的分析手段，具有光譜分辨率高、測(cè)量范圍廣、圖譜合一等特點(diǎn)，在濃度分析領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

>>實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1、試驗(yàn)對(duì)象：市場(chǎng)上流行的晴王葡萄。

2、試驗(yàn)設(shè)備：實(shí)驗(yàn)室高光譜HY-8030系列。8030系列核心為900-1700nm近紅外高光譜相機(jī)。

采集到的高光譜數(shù)據(jù)和可見光圖像傳輸?shù)讲杉刂坪蛿?shù)據(jù)處理單元內(nèi)，通過上位機(jī)軟件進(jìn)行控制與處理。

根據(jù)待測(cè)物不同，提前驗(yàn)證算法進(jìn)行建模，數(shù)據(jù)處理單元可實(shí)時(shí)對(duì)待測(cè)物進(jìn)行物質(zhì)成份的檢測(cè)分類。

>>實(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)糖度分為三類，如下圖所示：

分別采集葡萄底端顆粒數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)每顆樣品立即進(jìn)行切片，對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)（1-12），利用測(cè)糖儀記錄糖度值，結(jié)果如下圖所示：

深度學(xué)習(xí)建模，分類結(jié)果如下圖所示：結(jié)論：

1、經(jīng)過深度學(xué)習(xí)建模，從顏色渲染圖可以區(qū)分出陽光玫瑰的糖度，糖度渲染結(jié)果跟測(cè)糖儀結(jié)果吻合，其中1類為（2 11），2類為（3 4 7 8 10 12），3類為（1 5 6 9 ），部分?jǐn)?shù)據(jù)還存在誤識(shí)別情況，可通過提高數(shù)據(jù)量減少誤差。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了可以通過900-1700nm近紅外高光譜測(cè)量葡萄糖度。

>>數(shù)據(jù)模型推理

結(jié)論：測(cè)試樣品真值均值為17.6 模型推理結(jié)果均值為18.32，相差結(jié)果0.72。

這是一次初步的驗(yàn)證和試驗(yàn)，根據(jù)內(nèi)部評(píng)估，在測(cè)試環(huán)境更加嚴(yán)謹(jǐn)，專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化后，結(jié)合更多的數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，晴王葡萄可以做到±0.5甜度差異內(nèi)分類。具備市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化可行性。

左：上午采集用于建模；右：下午采集用于驗(yàn)證