基于高光谱技术检测香水梨硬度的研究

孙博康，刘贵珊

（宁夏大学 食品与葡萄酒学院，宁夏银川 750021）

香水梨又名软儿梨，属于秋子梨的一个品种，主要分布于甘肃、宁夏境内。在宁夏海原地区，香水梨是当地农民的主要收入来源，近年来种植面积不断扩大，然而目前仍存在很多技术上的问题需要解决[1]。硬度作为梨果的一个重要参数，与香水梨的成熟度，口感，食用性息息相关[2]，传统的检测方法具有明显的破坏性，不适用于大规模量产的地区，因此利用光谱学技术建立一种香水梨的硬度检测方法显得尤为重要。高光谱技术作为一种高效、快速、无损的检测技术[3]，目前已广泛应用于水果内部指标的检测[4-7]。因此，结合当地需求，本文通过对光谱数据进行4种预处理方法，3种特征波长的提取方法处理后，选择一种最优模型来预测香水梨硬度。

1 材料与方法

1.1 样品采集

实验样品全部来自于宁夏回族自治区海原县方堡村，样品自采摘后于24 h内运输至宁夏大学，在宁夏大学冷库内进行保存，贮藏温度0～2 ℃。样品测试前需将样品从冷库取出，放置在20 ℃恒温条件下24 h，待样品中心温度恢复至20 ℃开始检测。

1.2 数据采集

①光谱采集仪器。Hyper Spec VIS/NIR高光谱成像系统，光谱范围为400～1 000 nm和125波段的超高光谱影像可见/近红外光谱仪系统。包括v10e-qe高光谱影像光谱仪、C8484-05G-CCD-相机、90-254vac线性光源、Dcrih卤素灯、传输装置、计算机和数据采集软件。②硬度检测。硬度计HLY-YD5。③数据处理软件。ENVI5.3，The Unscrambler X 10.4，MATLAB R2014a。以上软、硬件由宁夏大学提供。

2 结果与分析

2.1 PLSR初模型的建立及评价方法

偏最小二乘回归（PLSR）是一种多元回归方法，用于建立分析样品光谱响应与参考值之间的验证模型。……