>>背景

酸甜度是水果的重要評價(jià)成分，對水果的口感、香氣等品質(zhì)特征具有顯著(zhù)影響。然而，含糖量高中的某些水果可能對人體健康產(chǎn)生潛在危害。對水果質(zhì)量的檢查，包括外觀(guān)形態(tài)檢測和內部品質(zhì)檢測。外部檢測對象包括顏色、大小和外部缺陷等形態(tài)參數，而內部品質(zhì)檢測對象主要包括口感、糖度、酸度等。

我國是水果生產(chǎn)和出口大國，但由于水果質(zhì)量與國際標準要求還有較大差距，造成出口水果數量雖多，但價(jià)格偏低。我們迫切需要提高我國的水果檢測技術(shù)水平，改善水果質(zhì)量，以提高競爭力。

目前，水果糖度檢測，特別是以葡萄為代表的整串（串狀）水果的檢測方式，主要依靠破壞性取樣進(jìn)行，不但工作量大，而且難以實(shí)現快速、準確和連續測量。

因此對其濃度進(jìn)行準確分析顯得尤為重要。高光譜技術(shù)作為一種新興的分析手段，具有光譜分辨率高、測量范圍廣、圖譜合一等特點(diǎn)，在濃度分析領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

>>實(shí)驗設備

1、試驗對象：市場(chǎng)上流行的晴王葡萄。

2、試驗設備：實(shí)驗室高光譜HY-8030系列。8030系列核心為900-1700nm近紅外高光譜相機。

采集到的高光譜數據和可見(jiàn)光圖像傳輸到采集控制和數據處理單元內，通過(guò)上位機軟件進(jìn)行控制與處理。

根據待測物不同，提前驗證算法進(jìn)行建模，數據處理單元可實(shí)時(shí)對待測物進(jìn)行物質(zhì)成份的檢測分類(lèi)。

>>實(shí)驗結論

根據糖度分為三類(lèi)，如下圖所示：

分別采集葡萄底端顆粒數據，同時(shí)對每顆樣品立即進(jìn)行切片，對應標號（1-12），利用測糖儀記錄糖度值，結果如下圖所示：

深度學(xué)習建模，分類(lèi)結果如下圖所示：結論：

1、經(jīng)過(guò)深度學(xué)習建模，從顏色渲染圖可以區分出陽(yáng)光玫瑰的糖度，糖度渲染結果跟測糖儀結果吻合，其中1類(lèi)為（2 11），2類(lèi)為（3 4 7 8 10 12），3類(lèi)為（1 5 6 9 ），部分數據還存在誤識別情況，可通過(guò)提高數據量減少誤差。

2、實(shí)驗結果驗證了可以通過(guò)900-1700nm近紅外高光譜測量葡萄糖度。

>>數據模型推理

結論：測試樣品真值均值為17.6 模型推理結果均值為18.32，相差結果0.72。

這是一次初步的驗證和試驗，根據內部評估，在測試環(huán)境更加嚴謹，專(zhuān)業(yè)化，標準化后，結合更多的數據的訓練，晴王葡萄可以做到±0.5甜度差異內分類(lèi)。具備市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化可行性。

左：上午采集用于建模；右：下午采集用于驗證