[发明专利]基于光谱特性的西瓜成熟度快速无损检测方法

说明书

本发明提出一种基于光谱特性的西瓜成熟度快速无损检测方法，包括以下步骤：步骤S1：获取西瓜的可见/近红外光谱；步骤S2：对步骤S1获取的光谱提取峰值peak₁和峰值peak₂；步骤S3：计算RPP值和/或NDIP值：RPP=peak₁/peak₂；NDIP=（peak₁+peak₂）/（peak₁‑peak₂）；步骤S4：对多个西瓜样本执行步骤S1‑步骤S3，对计算获得的RPP值和/或NDIP值的数据集进行训练，通过遗传算法获得RPP和/或NPID的边界校正因子C_RPP和/或C_NDIP。该方法能够有效分辨成熟的西瓜、减少未成熟西瓜的采摘，实现经济利益的最大化。

技术领域

本发明涉及西瓜无损检测领域，尤其涉及一种基于光谱特性的西瓜成熟度快速无损检测方法。

背景技术

西瓜的市场价值会受到西瓜品质的影响，并且与种植者和水果商的经济利益息息相关，因此，判断西瓜是否适宜采摘并筛选出不成熟的西瓜有助于提高商品的品质。但是西瓜的成熟度是一种无法从外观观察得到的内部品质，通常只能将西瓜切开判别。由于西瓜的收获往往通过在西瓜开花后记录经过的时间结合果农的经验判断进行大面积收获，但是西瓜在同一片瓜田里，西瓜会受到光照、水分等多种不同的因素影响，西瓜的成熟度也不同，成熟度不同的西瓜流入市场会影响西瓜的整体品质。传统的瓜果品质检测方法均属于有损检测，不能实现快速无损的西瓜成熟度检测要求。由于西瓜品质层次不齐，在收获的西瓜中可能收获未成熟西瓜及过成熟西瓜。传统的西瓜成熟度检测手段很难达到无损检测的要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，通过采用可见/近红外光谱的无损检测方法对西瓜的成熟度进行分类，以合理地判断西瓜成熟度。能够以此预测西瓜的成熟时间制定相关的采摘计划实现西瓜产业整体品质提升，并且可以制定相关的贮藏和运输手段，减少损失的同时可以提高西瓜商品的竞争力、满足消费者对西瓜品质的要求。

本发明主要利用光谱仪获取西瓜的可见/近红外光谱，读取西瓜在720-740nm及802-805nm处的两个峰值peak₁值和peak₂值，利用peak₁和peak₂计算表示西瓜光谱特性的特征值RPP和NDIP作为预测模型的输入，在校准过程中按照输入的RPP值与NDIP值和西瓜的成熟度分类建立未成熟西瓜、半成熟西瓜、成熟西瓜和过成熟西瓜的边界。为了有效处理模糊的边界问题，通过遗传算法计算边界校正因子C_RPP和C_NDIP，得到的不同西瓜类型之间的分类边界为Correct-RPP=R±C_RPP和Correct-NDIP=N±C_NDIP。该无损检测方法可以更好地对未采摘西瓜的成熟度进行预测及已采摘西瓜的品质评估。

本发明具体采用以下技术方案：

一种基于光谱特性的西瓜成熟度快速无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取西瓜的可见/近红外光谱；

步骤S2：对步骤S1获取的光谱提取峰值peak₁和峰值peak₂；

步骤S3：计算RPP值和/或NDIP值：

RPP=peak₁/peak₂；

NDIP=（peak₁+peak₂）/（peak₁-peak₂）；