第35卷，第8期 2015年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 8 -pp2297-2302
August,2015
高光谱成像技术对鲜枣内外部品质检测的研究
薛建新，张淑娟，张晶晶山西农业大学工学院，山西太谷030801
摘要外部缺陷以及内部可溶性固形物的含量对提升鲜枣的采后附加值和鲜枣后续生产加工具有重要的意义，因此，为了实现同时对鲜枣内外部品质进行快速、准确识别，利用高光谱成像技术（450-1，000nm)对壶瓶枣的“自然损伤"和可溶性固形物含量同时进行检测研究。首先，对光谱数据进行主成分分析（PCA)得到前7个主成分光谱值，对图像数据采用灰度共生矩阵（GLCM提取到7项图像纹理指标（对比度、相关性、能量、同质性、方差、均值、摘）。然后，分别使用光谱主成分值、图像纹理特征值、以及主成分与纹理特征合值建立偏最小二乘支持向量机（LS-SVM模型对壶瓶枣的外部缺陷（“自然损伤”）和内部晶质（可溶性固形物含量进行检测研究。结果表明：使用主成分与纹理特征融合值建立的LS-SVM模型可作为通用模型同时对壶瓶枣内外部品质进行检测研究，其“自然损伤”判别正确率为92.5%，可溶性固形物预测集的预测相关系数（R，)和预测均方根误差（RMSEP)分别达到了0.944和0.495。表明，采用高光谱成像技术可以建立
通用模型同时对壶瓶枣的内外部品质进行检测，该研究为壶瓶枣的无损检测提供了理论参考，关键词高光谱成像技术；壶瓶枣；自然损伤；可溶性固形物
中图分类号：S123；S665
引言
文献标识码：A
DOI; 10, 3964/j. issn. 1000-0593(2015 )08-2297-06
选取太谷县壶瓶零作为研究对象，分析高光谱成像技术从光谱和图像技术两个层面同时检测壶瓶枣内外部品质的可行性。选取表皮“自然损伤”、可溶性固性物分别作为壶瓶枣
壶瓶枣既是营养丰富的食品，又是天然的保健品，而且质地酥脆，口感甜润，风味独特，深受消费者青睐1，3]。近年来随者科学技术的发展和保鲜技术的进步，壶瓶枣供应期延长，经济效益成倍增加，大大提高了采后附加值，增加了农民收人。所以许多地区在农业产业结构调整中，把发展壶瓶枣产业放在了优先位置，栽培面积和产量在迅速的提高。
高光谱成像技术是一种光谱和图像的融合技术，具有分辨率高、波段多等特点，近年来在水果检测方面应用广泛。已有许多国内外学者运用高光谱成像技术从外部品质和内部品质两方面对果蔬进行检测研究。其中，内部品质的检测主要集中于硬度3、可溶性固形物含量"和水分5等指标值的预测。外部品质的检测主要集中于虫害、腐烂了、轻微损伤"等缺陷的检测。而通过高光谱成像技术建立一个混合通用模型同时对壶瓶枣内外部品质进行检测的研究鲜有报道。
收稿日期：2015-02-03，修订日期：2015-05-09
外、内部品质的评价指标。采用特征纹理值作为图像输人、光谱主成分数据作为光谱输人建立LS-SVM模型，同时对壶瓶枣“自然损伤”、果肉可溶性固形物含量进行判别和预测，为研究开发壶瓶枣综合品质的在线检测系统提供理论参考。
实验部分 1
1.1样本采集
壶瓶枣样品采购于山西省太谷县小白村。为保证研究的可靠性，采摘时以形状相近，大小（单重10-14g)均匀和损伤类型（完好、4种损伤类型)齐全为原则。共选取了400个样品，包含缩果病样本50个、裂纹样本50个、虫害样本50 个、鸟啄伤样本50个和完好样本200个，各类型的典型样本图如图1所示。
基金项目：国家自然科学基金项目（31271973)和山西省自然科学基金项目(2012011030-3)资助作者简介：薛建新，女，1989年生，山西农业大学工学院博士生研究
e-mail : vickyxjx(@ 126, con
*通讯联系人e-mail：zsujuanl@163.com