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技術(shù)文章(zhang)
上海(hai)騰拔(ba)國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測定(ding)藍莓的(de)硬度
東北林業(yè)大(da)學(xué)研究人員(yuan)在國內(nèi)期刊《光(guang)譜學(xué)與光(guang)譜分析(xi)》發(fā)表了題為"基(ji)于可見(jian)-近紅(hong)外光譜(pu)和深度(du)森林的(de)藍莓成熟度(du)判別"的研究(jiu)論文。在該(gai)論文中(zhong),研究(jiu)人員(yuan)使用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)測定(ding)了藍莓的硬(ying)度。
摘 要 為快速準(zhǔn)確(que)對藍莓果實成(cheng)熟程(cheng)度進行(xing)分類,采用(yong)近紅外光譜檢(jian)測技術(shù)和深度(du)森林(lin)算法,建立了(le)藍莓成(cheng)熟度(du)的判別(bie)模型。采用(yong)LabSpec?。担埃埃肮庾V(pu)儀采集(ji)了三種(zhong)不同(tong)成熟(shu)程度的(de)藍莓標(biāo)準(zhǔn)(zhun)樣品,共(gong)獲取了150組光譜(pu)樣本。為確定(ding)最佳輸入模型(xing)特征數(shù)目,對原(yuan)始光譜數(shù)據(jù)(ju)進行SavitzkyGolay卷積平(ping)滑處理,采用主(zhu)成分分析將(jiang)平滑處理后(hou)的數(shù)據(jù)降至(zhi)4個主成分,并(bing)采用(yong)多項(xiang)式特征衍生方(fang)法對每(mei)個主成分進行(xing)2、3、4、5階的特征衍生(sheng),最終在(zai)深度森林中確(que)定最佳(jia)的特征衍(yan)生階數(shù)為(wei)4。為檢驗深度森(sen)林的成(cheng)熟度(du)判別效果,將(jiang)其與隨(sui)機森林、jiduan梯(ti)度提升(sheng)樹算法(fa)(xgboost)及stacking融合模(mo)型進行(xing)了對(dui)比,對(dui)各模(mo)型確定了最佳(jia)超參(can)數(shù)組合,深度森(sen)林和stacking融合(he)模型采用了手(shou)動調(diào)參,隨機森(sen)林和xgboost采用(yong)了貝葉斯優(yōu)(you)化算法進行了(le)超參數(shù)尋(xun)優(yōu)。模(mo)型評估指標(biāo)采(cai)用準(zhǔn)(zhun)確率、混淆矩陣(zhen)、受試(shi)者工作特征曲(qu)線(ROC)、AUC度量及(ji)抗噪(zao)能力。研究(jiu)結(jié)果表明,在(zai)測試集上,深(shen)度森林和stacking融合(he)模型的準(zhǔn)確(que)率均為95.56%,隨機(ji)森林和xgboost的準(zhǔn)(zhun)確率為(wei)93.33%;深度(du)森林的AUC值為(wei)1,隨機森林(lin)、stacking融合模(mo)型、xgboost的AUC值分別(bie)為0.99、0.98、0.96,深度森林(lin)和stacking融合模(mo)型的抗噪能力(li)優(yōu)于隨機(ji)森林和(he)xgboost。該研究的深度(du)森林(lin)模型整體(ti)上判別效果(guo)優(yōu)于其他三(san)種模型,為藍(lan)莓成熟(shu)程度(du)判別提供了技(ji)術(shù)支持(chi)。
1、硬度測定
將藍莓樣(yang)品放置(zhi)于質(zhì)構(gòu)儀測試(shi)平板上,使用圓(yuan)柱形探(tan)頭對單(dan)個漿(jiang)果進行全質(zhì)(zhi)構(gòu)分(fen)析(TPA)測(ce)試。測前(qian)、測試(shi)和測后上(shang)行速(su)度均(jun)為1mm/s,果肉變形(xing)30%,兩次壓縮停(ting)頓時(shi)間均為5s,以(yi)雙峰曲(qu)線中首(shou)峰的(de)最大值表示硬(ying)度。
參考文(wen)獻:王宏恩(en)等:基于可見(jian)-近紅外光(guang)譜和(he)深度森林(lin)的藍莓成(cheng)熟度判別. 光譜學(xué)與光(guang)譜分析, 2024年.