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上海騰拔國產質構儀用于測定藍莓的硬度

更新時間:2025-02-18點擊次數:150

東北林業大學研究人員在國內期刊《光譜學與光譜分析》發表了題為"基于可見-近紅外光譜和深度森林的藍莓成熟度判別"的研究論文。在該論文中,研究人員使用上海騰拔Universal TA國產質構儀測定了藍莓的硬度。

摘 要 為快速準確對藍莓果實成熟程度進行分類,采用近紅外光譜檢測技術和深度森林算法,建立了藍莓成熟度的判別模型。采用LabSpec 5000光譜儀采集了三種不同成熟程度的藍莓標準樣品,共獲取了150組光譜樣本。為確定最佳輸入模型特征數目,對原始光譜數據進行SavitzkyGolay卷積平滑處理,采用主成分分析將平滑處理后的數據降至4個主成分,并采用多項式特征衍生方法對每個主成分進行2、3、4、5階的特征衍生,最終在深度森林中確定最佳的特征衍生階數為4。為檢驗深度森林的成熟度判別效果,將其與隨機森林、jiduan梯度提升樹算法(xgboost)及stacking融合模型進行了對比,對各模型確定了最佳超參數組合,深度森林和stacking融合模型采用了手動調參,隨機森林和xgboost采用了貝葉斯優化算法進行了超參數尋優。模型評估指標采用準確率、混淆矩陣、受試者工作特征曲線(ROC)、AUC度量及抗噪能力。研究結果表明,在測試集上,深度森林和stacking融合模型的準確率均為95.56%,隨機森林和xgboost的準確率為93.33%;深度森林的AUC值為1,隨機森林、stacking融合模型、xgboost的AUC值分別為0.99、0.98、0.96,深度森林和stacking融合模型的抗噪能力優于隨機森林和xgboost。該研究的深度森林模型整體上判別效果優于其他三種模型,為藍莓成熟程度判別提供了技術支持。


1、硬度測定

將藍莓樣品放置于質構儀測試平板上,使用圓柱形探頭對單個漿果進行全質構分析(TPA)測試。測前、測試和測后上行速度均為1mm/s,果肉變形30%,兩次壓縮停頓時間均為5s,以雙峰曲線中首峰的最大值表示硬度。


參考文獻:王宏恩等:基于可見-近紅外光譜和深度森林的藍莓成熟度判別. 光譜學與光譜分析, 2024年.



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