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出缸期皮蛋凝膠質(zhì)構(gòu)特性與品質(zhì)的高光譜無損檢測(cè)---美國(guó)FTC質(zhì)構(gòu)儀
閱讀：696發(fā)布時(shí)間：2023-02-06
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摘要：質(zhì)構(gòu)作為一種重要的品質(zhì)參數(shù)，能夠顯著地影響出缸期皮蛋的凝膠品質(zhì)，目前沒有有效的快速無損檢測(cè)方法。應(yīng)用高光譜成像實(shí)現(xiàn)對(duì)出缸期皮蛋質(zhì)構(gòu)特性的無損預(yù)測(cè)及不同品質(zhì)皮蛋的檢測(cè)分級(jí)。以不同品質(zhì)鴨皮蛋為研究對(duì)象，采集優(yōu)質(zhì)蛋、合格蛋與不合格蛋樣本的高光譜數(shù)據(jù)，對(duì)比測(cè)定其凝膠質(zhì)構(gòu)硬度和彈性參數(shù)，對(duì)原始光譜進(jìn)行單一和組合變換(多元散射校正MSC、包絡(luò)線去除CR、一階求導(dǎo)FD、包絡(luò)線去除一階求導(dǎo)組合CR-FD),分析一維光譜數(shù)據(jù)與質(zhì)構(gòu)硬度和彈性的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)經(jīng)CR-FD變換后的光譜反射率與凝膠質(zhì)構(gòu)硬度、彈性的相關(guān)性最大，分別在波長(zhǎng)683和715 nm達(dá)到最大值為0.882和0.865;基于較優(yōu)的光譜變換和二維相關(guān)光譜法，以凝膠質(zhì)構(gòu)硬度和彈性作為擾動(dòng)因子，探尋皮蛋硬度和彈性的研究區(qū)域，結(jié)果顯示：以硬度為擾動(dòng)因子時(shí)，波長(zhǎng)476, 539, 647, 672, 728和851 nm處存在自相關(guān)峰；在波長(zhǎng)483, 572, 657, 739和826 nm處的光譜信號(hào)對(duì)彈性值較敏感，故最終選擇476～851和483～826 nm兩個(gè)敏感波段分別作為凝膠硬度和彈性的研究區(qū)域；對(duì)比連續(xù)投影算法(SPA)、競(jìng)爭(zhēng)性自適應(yīng)重加權(quán)算法(CARS)、遺傳算法(GA)、粒子群優(yōu)化算法(PSO)、無信息消除法(UVE)5種不同變量選擇方式，發(fā)現(xiàn)使用粒子群優(yōu)化算法結(jié)合PLSR模型的檢測(cè)精度最高：預(yù)測(cè)硬度的R2P和均方根誤差RMSEP為0.826和0.874, RPD為2,預(yù)測(cè)彈性的R2P和均方根誤差RMSEP為0.886和0.402, RPD為1.9。使用3種不同分類器對(duì)不同品質(zhì)皮蛋進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋、合格蛋與不合格蛋分類的準(zhǔn)確率分別達(dá)到了97%, 92%和100%,基于預(yù)測(cè)結(jié)果的混淆矩陣和ROC曲線對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估，PLS-DA模型的精度和泛化能力優(yōu)于BP和RF模型。綜上表明，使用高光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)皮蛋質(zhì)構(gòu)特性的預(yù)測(cè)及對(duì)不同品質(zhì)皮蛋的無損分級(jí)。
關(guān)鍵詞：皮蛋;質(zhì)構(gòu)特性;二維相關(guān);高光譜技術(shù);
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