基于可见短波近红外光谱波段的高光谱成像技术检测蓝莓酸度的研究文献综述

 2022-04-04 22:09:21

高光谱技术在农产品品质检测中的应用

摘要:传统的理论分析的农产品特性检测方法,对植物果肉的破坏通常较强,而基于高光谱图像技术的水果酸度检测方法则基本可以无损伤进行研究,并且在客观性、精确性上更有优势。本文在国内外利用高光谱技术对农产品(水果侧)检测特性方面进行阐述,简述了该项技术的存在意义,同时对高光谱成像检测技术的未来应用进行展望。

关键词:农产品;高光谱图像;检测

引言

蓝莓,又名笃斯、黑豆树、蛤糖果等,为杜鹃花科越橘属多年生低灌木。蓝莓果实中含有丰富的营养成分,拥有许多人体所需的营养物质,优良的加工性能等,受到了人们的重视[1]。它不仅具有良好的营养保健作用,还具有防止脑神经老化、强心、抗癌、软化血管、增强人体免疫等功能,是世界粮食及农业组织推荐的五大健康水果之一。

传统的较为精确的蓝莓酸度检测方法主要是使用化学试剂。利用酸碱中和原理,用碱标准溶液,滴定蓝莓试样液中的酸,根据滴定时消耗的标准碱溶液的体积,算出试样中的总酸度。更用甚者是直接根据果农的经验,从颜色、口感等方面主观判断蓝莓的酸度,在比如七分熟的酸度条件下进行采摘等作业。然而这几种传统的酸度检测方法,都对蓝莓果肉造成较大的破坏,具有随机性、主观性,并且精确度仍有待商酌。

高光谱成像技术作为一门新兴的无损检测技术,是基于非常多窄波段的影像数据技术,具有非常丰富的吸收谱带,能够识别样品的大量信息,并将图谱合二为一,是单一的光谱或者图谱无法比拟的,它融合了图像处理与光谱分析的各自优势,具有波段多、分辨率高、操作便捷[2-4]等特点。该技术能够同时得到研究对象的图像和光谱信息,图像技术能反映研究对象的外在特征,光谱技术同时能够检测研究对象的物理结构和化学成分,这些优势使得近年以来,高光谱图像技术在水果品质无损检测技术方面获得了相当广泛的应用[5-9],高光谱图像技术为农产品的无损检测提供了一条新的途径。

1国外研究现状

国外利用高光谱图像技术进行产品检测的研究进行的比较早。1983年,世界上第一台成像光谱仪AIS-1在美国研制成功,并在矿物填图、植被生化特征等方面取得了成功,展现出了高光谱成像技术的魅力。如今美国已经研制了三代高光谱成像光谱仪。第三代高光谱成像光谱仪是克里斯特里尔傅立叶变换高光谱成像仪(FTHSI)它采用了256通道,光谱范围为400~1050nm之间,光谱分辨率为2~10nm。

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