>>背景

酸甜(tián)度(dù)是(shì)水果(guǒ)的重(zhòng)要評(píng)價成分(fēn)，對(duì)水果的口感，香氣(qì)等品質(zhì)特征(zhēng)具有顯(xiǎn)著影響(xiǎng)。然而，含糖量高(gāo)中的某些(xiē)水果可能對人體(tǐ)健康產生潛在危(wēi)害(hài)。對(duì)水果(guǒ)質量的檢查，包括外觀形(xíng)態檢(jiǎn)測和(hé)內部品質檢(jiǎn)測。外(wài)部(bù)檢測(cè)對象包(bāo)括顏色，大小和外部缺陷(xiàn)等形(xíng)態參數，而內部品質(zhì)檢測對(duì)象(xiàng)主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)口(kǒu)感，糖度，酸度(dù)等(děng)。

我國是(shì)水果生產和(hé)出口(kǒu)大(dà)國，但(dàn)由於(yú)水果質(zhì)量(liáng)與(yǔ)國際標(biāo)準(zhǔn)要(yào)求還(huán)有較大差(chà)距，造(zào)成(chéng)出(chū)口水(shuǐ)果數(shù)量雖(suī)多，但價(jià)格偏(piān)低(dī)。我(wǒ)們迫切(qiē)需(xū)要(yào)提(tí)高我國的水果檢測技(jì)術(shù)水平，改善水果質量，以提(tí)高競爭(zhēng)力(lì)。

目(mù)前，水果糖(táng)度(dù)檢測，特(tè)別(bié)是以葡(pú)萄為代表的整串（串狀）水(shuǐ)果(guǒ)的檢(jiǎn)測方式，主(zhǔ)要依(yī)靠破壞性取(qǔ)樣進行，不(bù)但(dàn)工(gōng)作(zuò)量(liáng)大(dà)，而且(qiě)難(nán)以(yǐ)實(shí)現(xiàn)快(kuài)速，準確(què)和連續測量。

因此(cǐ)對(duì)其濃度進行(háng)準確(què)分析(xī)顯得尤為重要。高(gāo)光譜技術作(zuò)為(wéi)一種(zhǒng)新(xīn)興的分(fēn)析手(shǒu)段，具有(yǒu)光(guāng)譜(pǔ)分辨(biàn)率(shuài)高(gāo)，測量範圍(wéi)廣，圖譜(pǔ)合一等特點，在濃度(dù)分析領域具(jù)有廣(guǎng)闊的應用(yòng)前(qián)景。

>>實(shí)驗設(shè)備(bèi)

1，試(shì)驗(yàn)對象：市(shì)場(cháng)上流(liú)行(háng)的晴王(wáng)葡(pú)萄(táo)。

2，試驗(yàn)設(shè)備：實驗(yàn)室高光譜HY-8030係(xì)列。8030係(xì)列(liè)核心為(wéi)900-1700nm近紅(hóng)外高光譜(pǔ)相機(jī)。

采集到的高光(guāng)譜(pǔ)數據和可見光圖像傳輸到采集控製和(hé)數據(jù)處(chǔ)理(lǐ)單元內，通過上位機軟件進行(háng)控製與處(chǔ)理。

根據待(dài)測物不同，提前驗(yàn)證算法(fǎ)進(jìn)行(háng)建(jiàn)模，數(shù)據處理單元(yuán)可實時(shí)對待測物進行物質(zhì)成(chéng)份(fèn)的檢(jiǎn)測(cè)分(fēn)類。

>>實(shí)驗(yàn)結論(lùn)

根(gēn)據糖度(dù)分(fēn)為(wéi)三(sān)類，如(rú)下圖所(suǒ)示(shì)：

分(fēn)別采(cǎi)集葡(pú)萄底端(duān)顆(kē)粒(lì)數據，同(tóng)時(shí)對每(měi)顆(kē)樣(yàng)品(pǐn)立(lì)即(jí)進(jìn)行切片(piàn)，對應標(biāo)號（1-12），利用(yòng)測(cè)糖儀記錄糖度(dù)值(zhí)，結果(guǒ)如下圖所(suǒ)示(shì)：

深(shēn)度(dù)學(xué)習(xí)建模，分(fēn)類結(jié)果(guǒ)如下圖所示：結論：

1，經過深度學(xué)習(xí)建模，從顏色(sè)渲(xuàn)染(rǎn)圖可(kě)以(yǐ)區(qū)分(fēn)出陽(yáng)光(guāng)玫(méi)瑰(guī)的糖(táng)度(dù)，糖(táng)度渲染結果跟(gēn)測糖儀結果(guǒ)吻合，其中1類為(wéi)（2 11），2類為(wéi)（3 4 7 8 10 12），3類(lèi)為(wéi)（1 5 6 9 ），部分(fēn)數據(jù)還(huán)存(cún)在誤(wù)識別情況(kuàng)，可通(tōng)過(guò)提高數(shù)據量減少誤差。

2，實驗(yàn)結果(guǒ)驗證了可(kě)以(yǐ)通(tōng)過900-1700nm近紅外高光譜(pǔ)測(cè)量葡(pú)萄糖(táng)度(dù)。

>>數據(jù)模型(xíng)推(tuī)理(lǐ)

結(jié)論(lùn)：測試樣品(pǐn)真(zhēn)值均(jūn)值為(wéi)17.6 模型推理結果均值為(wéi)18.32，相(xiāng)差結果(guǒ)0.72。

這是(shì)一次(cì)初(chū)步的驗(yàn)證和(hé)試(shì)驗，根(gēn)據內部(bù)評估，在測(cè)試環境更(gēng)加嚴謹(jǐn)，專業(yè)化(huà)，標準(zhǔn)化後，結(jié)合更多的(dí)數(shù)據的訓練，晴王葡萄(táo)可以(yǐ)做(zuò)到±0.5甜度差異(yì)內分類。具備市場(cháng)產(chǎn)業(yè)化可行(háng)性。

左：上午(wǔ)采(cǎi)集(jí)用於建(jiàn)模(mó)；右：下(xià)午(wǔ)采集用(yòng)於驗證(zhèng)