收藏本站
《东北农业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于近红外光谱与机器视觉技术的浆果品质检测研究

金长江  
【摘要】:我国浆果栽培生产在国内呈现快速增长态势,产品销售除了国内市场外,主要面对美洲、欧洲等国际市场,但由于我国还没有统一的浆果检测标准和检测技术,目前对浆果品质的检测、分级仍然停留在人工水平上,检测速度慢,致使我国浆果产品缺少国际市场竞争力。因此,采用近红外光谱与机器视觉技术对浆果进行品质检测对于促进我国浆果产业的经济效益具有较大现实意义和理论价值。 本研究采用近红外分析技术实现了对黑加仑营养品质的快速检测,在此基础上探索出了不同品种黑加仑在不同采收期鲜果营养品质的变化规律,确定了黑丰、巴基拉、亚德、94-4-13、黛莎、布劳德6个品种黑加仑的最佳采收期;利用机器视觉技术提取出了各品种黑加仑果粒的16个外观品质特征参数,构建了以各项外观品质特征参数为输入变量的黑加仑品种识别BP神经网络系统;以熵权系数法为工具,利用面积、长轴、短轴平均值、圆度、亮度、饱和度、糖酸比、维生素C含量、花青素含量8个指标对黑加仑品质进行了综合评价,并在此基础上制定以上6个品种黑加仑综合品质的分级标准。本研究得到以下几点结论: 1.通过单因素方差分析和正交试验设计法,研究了测量温度、扫描次数、品种、大小和表面色泽对黑加仑近红外光谱响应特性的影响,结果表明,黑加仑样品在30℃各波长点处的吸光度相对标准差平均值最小,可达4.963%;同一黑加仑样品随扫描次数增加其吸光度平均值变化不显著,当样品扫描6次时相对标准偏差达到4.348%,满足本试验要求;黑加仑的品种和大小对其吸光度平均值的影响在α=0.05水平上均不显著,黑加仑表面色泽对其吸光度平均值的影响在α=0.05水平上显著,因此,可以选择用不同品种、不同大小的黑加仑来建立黑加仑营养成分含量近红外检测数学模型。 2.利用SPSS17.0软件采用基于多元线性回归的逐步回归算法建立了“最优”总酸、维生素C、总糖、花青素含量定量分析数学模型。总酸模型校正相关系数可由优化前的0.7093提高到0.9280,校正标准差可由优化前的0.7655%降低到0.3727%,外部验证相关系数可达0.9660,预测标准差RMSEP为0.25%;维生素C模型校正相关系数可由优化前的0.8159提高到0.9730,校正标准差可由优化前的23.2 mg/100g降低到8.3 mg/100g,外部验证相关系数可达0.9770,预测标准差RMSEP为9.2mg/100g;总糖模型校正相关系数可由优化前的0.6547提高到0.9480,校正标准差可由优化前的1.5773%降低到0.55%,外部验证相关系数可达0.9723,预测标准差RMSEP为0.46%;花青素模型校正相关系数可由优化前的0.8411提高到0.9070,校正标准差可由优化前的66.8 mg/100g降低到50.9 mg/100g,外部验证相关系数可达0.9649,预测标准差RMSEP为25.0 mg/100g。 3.利用所得数学模型,经Slope/Bias Correction Method修正,实现了对2010.6至2010.8间6个黑加仑品种在13次采收期营养成分的预测,得到了各品种不同营养成分在不同采收期的变化规律,并确定了各品种的最佳采收期,黑丰最佳采收期为7月22日至7月25日之间;巴基拉最佳采收期为8月5日至8月11日之间;亚德最佳采收期为7月17日至7月20日之间;94-4-13最佳采收期为7月21日左右;黛沙最佳采收期为8月1日至8月4日之间;布劳德最佳采收期为7月8日至7月14日之间。6个黑加仑品种内部营养品质优劣排序是:94-4-13布劳德黛沙巴基拉黑丰亚德。 4.为解决图像中黑加仑果粒粘连问题,本研究提出了一种新的图像分割算法,利用该算法成功实现了粘连黑加仑果粒的分割。在此基础上,本研究根据需要定义并提取了黑丰、巴基拉、亚德、94-4-13、黛沙、布劳德6个黑加仑品种的面积、周长、长轴长、短轴长、伸长度、矩形度、圆形度、H均值、S均值、V均值、R均值、G均值、B均值、G/B值、G/R值、R/B值16个特征参数值,并对黑加仑总酸、维生素C、总糖、花青素含量与黑加仑16个特征参数值之间相关性进行了深入研究,研究表明,黑加仑营养成分与外观品质间存在一定相关性,但相关程度较低。 5.利用BP神经网络对黑加仑品种进行识别,经验证试验得知,黑丰、巴基拉、亚德、94-4-13、黛沙、布劳德6个黑加仑品种的正确识别率分别为92%、100%、94%、98%、94%、96%,正确识别率较高,可以用于实际生产中黑加仑的品种检测;在各品种黑加仑品质综合评价、分级中,给出了上述6个黑加仑品种的分级标准,经验证,在α=0.05水平下,各品种黑加仑不同等级样品综合得分存在显著差异。因此,本研究提出的黑加仑分级方法是可用的。 本文得到的黑加仑营养成分定量分析模型、品种识别以及品质综合评价分级方法,可为我国浆果生产过程中的质量管理提供理论依据和指导。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S663;S126

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;更正[J];农民致富之友;2010年02期
2 刘莉莉;;温室大棚草莓高产栽培技术[J];农业技术与装备;2011年13期
3 宋稳成;单炜力;徐军;叶纪明;;第43届CCPR会议制修订农药残留标准动态[J];农药科学与管理;2011年08期
4 王宏业;郑先哲;高晓臣;孙宇;;用于浆果微波泡沫干燥的打浆起泡机研制[J];东北农业大学学报;2011年08期
5 丁健;;黑穗醋栗概述与品种资源[J];农业科技与信息;2011年16期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张运涛;王桂霞;;浆果可以健脑[A];草莓研究进展(三)[C];2009年
2 郑健琨;姑丽巴哈;;黑加仑茶中的不饱和脂肪酸的GC-MS分析[A];2005年全国有机质谱学术交流会论文集[C];2005年
3 王业成;陈海涛;;黑加仑机械振动采收的试验研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
4 赵效国;李莉;顾亚静;马龙;杨卫星;马东;;黑加仑提取物抗疲劳作用机制初步探讨[A];第四届第二次中国毒理学会食品毒理学专业委员会与营养食品所毒理室联合召开学术会议论文集[C];2008年
5 李亚东;吴林;;蓝莓浆果——东北地区最具发展潜力的新兴果树产业[A];首届吉林省林业学术大会论文集[C];2006年
6 陈洪章;郭俊生;赵法伋;邱璐;孙伟;;黑加仑、山葡萄和猕猴桃浓缩汁的生物效用研究[A];中国营养学会第七届全国营养学术会议论文摘要汇编[C];1996年
7 郑先哲;刘成海;李强;;微波真空膨化工艺对黑加仑脆片质构特性的影响研究[A];黑龙江省农业工程学会2011学术年会论文集[C];2011年
8 刘成海;郑先哲;李强;;微波和微波真空膨化黑加仑脆片的对比研究[A];黑龙江省农业工程学会2011学术年会论文集[C];2011年
9 杜朋;;关于发展我国果蔬汁加工工业的几个问题[A];当代包装和食品机械——2000年全国包装和食品机械及相关技术发展研讨会论文集[C];1992年
10 李元儿;金雷;;突厥酮类香料在食品调香中的应用[A];2004年中国香料香精学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 特约记者 奚向东 通讯员 李洪涛;巩留“黑加仑”带来丰厚回报[N];新疆日报(汉);2005年
2 记者 明文团 通讯员 张泽民 王荣武;吉木萨尔县黑加仑产业兴企富民[N];昌吉日报;2006年
3 通讯员张海明;吉木萨尔县黑加仑引来乌市客商[N];昌吉日报;2009年
4 特约记者 李靖;贫困户吐尔森学会种植黑加仑[N];阿勒泰日报(汉);2011年
5 孙春艳;促进黑加仑项目发展[N];吉林日报;2007年
6 委员 张利万;关于在我市北部区局发展黑加仑等小浆果种植项目的建议[N];伊春日报;2011年
7 记者 牛金辉;黑加仑的夏季管理[N];新疆科技报(汉);2007年
8 新疆农科院园艺所 王继勋;黑加仑病虫害防治[N];新疆科技报(汉);2006年
9 张泽民 王惟强;三台酒业淡季不淡 果酒好卖[N];经理日报;2006年
10 胡全胜通讯员 胡晓峰;龙头企业引领小浆果走出低谷[N];伊犁日报(汉);2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 金长江;基于近红外光谱与机器视觉技术的浆果品质检测研究[D];东北农业大学;2011年
2 肖辉;阿魏蘑菇、黑加仑提取物抗肿瘤作用、机制和应用的实验研究[D];新疆医科大学;2005年
3 贾娜;黑加仑提取物的抗氧化活性与应用及其对胃癌细胞增殖的抑制作用[D];东北农业大学;2012年
4 卢晓梅;哈萨克族食管癌发病学分子机制和食管癌细胞干预的探讨[D];新疆医科大学;2005年
5 李俊生;东北松鼠营养适应对策研究[D];东北林业大学;2001年
6 刘成海;黑加仑果片微波真空膨化工艺及品质研究[D];东北农业大学;2010年
7 曲敏;大鲵黏液低聚糖肽的制备、性质和生物活性及应用研究[D];沈阳农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宏业;黑加仑果浆微波辅助泡沫干燥系统研究[D];东北农业大学;2011年
2 王飞;黑加仑果汁稳定性的研究[D];东北农业大学;2007年
3 李文鹏;黑加仑果渣中花青素的提取及特性研究[D];东北农业大学;2008年
4 张琳琳;黑加仑色素分离、结构初步鉴定及稳定性研究[D];东北农业大学;2008年
5 苗雨;黑加仑果渣中花色苷的制备及其功能特性研究[D];东北林业大学;2008年
6 赵军;降脂宝胶囊的研制[D];新疆医科大学;2007年
7 贾美玲;浆果类水果生物活性成分分析[D];辽宁师范大学;2010年
8 秦玉玲;新疆特色果品的原花青素成分分析及资源综合利用评价[D];新疆农业大学;2009年
9 吴岩;GC-MS/MS技术分析浆果类食品中农药多残留的研究[D];黑龙江大学;2012年
10 徐玮;洪雅人工林赤腹松鼠危害原因和年龄鉴定的研究[D];四川大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026