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胡萝卜（Daucus carota L.）是我国重要的经济和营养作物。水分含量和类胡萝卜素含量是评价胡萝卜干燥效果的重要指标,需要寻找快速无损的检测方法代替耗时耗力且具破坏性的常规检测方法。高光谱成像技术融合了计算机视觉和光谱技术的优势,可用于进行农产品内外部品质检测的研究。但是,高光谱成像技术的高成本和大数据量增加了将其直接运用到品质实时监测系统中的难度。因此,高光谱成像技术在果蔬干制品品质检测方面主要用于提取特征波长,以便进一步开发适用于便携式或在线装置的多光谱成像系统。但是,基于特征波长建立多光谱成像系统并用于果蔬干制品品质检测的研究较少。因此,本研究利用从高光谱实验提取的特征波长实现多光谱成像,开发果蔬干制品品质便携式多光谱检测仪,用于快速检测热风干燥过程中胡萝卜片的水分和类胡萝卜素含量。本研究对于实现果蔬干制品品质快速和实时检测、提升果蔬干制品品质、促进干燥产业发展具有重要意义。主要研究内容和结果如下:1.基于高光谱成像的干制胡萝卜片水分与类胡萝卜素含量检测以热风干燥过程中的胡萝卜片为研究对象,利用高光谱成像系统采集400～1000 nm和1000～2200 nm的光谱信息,分别建立水分和类胡萝卜素含量预测模型,并对其含量进行可视化分析。基于SPA可分别提取400～1000 nm的10个和1000～2200 nm的11个水分含量的特征波长,可分别提取400～1000 nm的12个和1000～2200 nm的11个类胡萝卜素含量的特征波长。通过比较不同波长范围和建模方法,发现水分和类胡萝卜素含量最优预测模型均是400～1000 nm的MSC-SVM模型。基于400～1000 nm全波长建立的预测模型R2P分别为0.984和0.911,RMSEP分别为0.380 g/g和34.836 mg/100g,RPD分别为7.98和3.36;基于特征波长建立的预测模型R2P分别为0.962和 0.898,RMSEP 分别为 0.612 g/g 和 37.544 mg/100g,RPD 分别为 4.96 和 3.12。模型稳定性好,预测能力强。综上所述,高光谱成像技术可以实现胡萝卜片干燥过程中水分和类胡萝卜素含量的无损检测,为后续多光谱成像模拟设备的建立和滤光片波长的选择提供参考依据。2.基于多光谱成像的干制胡萝卜片水分与类胡萝卜素含量检测以热风干燥过程中的胡萝卜片为研究对象,根据特征波长确定滤光片波长,进而搭建多光谱成像模拟设备。基于SPA进一步确定水分和类胡萝卜素的适用于滤光片的优选波长。基于优选波长建立水分和类胡萝卜素含量的SVM预测模型。使用7个波长建立了水分含量最优预测模型,对应波长为450、525、560、695、800、850和950 nm。使用8个波长建立了类胡萝卜素含量最优预测模型,对应波长为450、465、525、560、590、660、850 和 950 nm。模型 R2P 分别为 0.991 和 0.968,RMSEP 分别为 3.124%和31.572 mg/100g,RPD分别为10.32和5.34,模型稳定性好,预测能力强。通过与高光谱预测结果进行比较,证明了基于SPA优选波长和使用多光谱成像模拟设备进行水分和类胡萝卜素含量检测的可行性,以及从高光谱成像到多光谱成像检测水分和类胡萝卜素含量的可移植性和稳定性。3.果蔬干制品品质便携式多光谱检测仪的设计与开发根据便携和保障图像质量要求选择了开发板、制冷相机、高清镜头、带通滤光片、滤光片转轮和显示屏等硬件设备。通过控制模块、数据传输模块、计算模块和显示模块等软件模块的设计,实现信息采集、传输、处理和显示等功能。交互界面的开发指导用户进行模型选择和品质检测等操作。将样品放置在仪器的样品仓底部中央,通过开发板控制相机与滤光片转轮,采集样品在不同光谱通道下的图像。提取图像信息后,调用模型算法获得样品的品质信息,输出到显示屏上。图像和品质信息可通过局域网使用手机或电脑直接获取,因此仪器可以脱离电脑单独进行样品检测,实现便携要求。4.应用于胡萝卜的果蔬干制品品质便携式多光谱检测仪的建模与验证以热风干燥过程中的胡萝卜片为研究材料,采用SBS算法与SVM算法相结合的方式选择滤光片的波长,对果蔬干制品品质便携式多光谱检测仪进行水分和类胡萝卜素含量预测模型的建立。检测水分含量需要4片滤光片,对应波长为525、590、800和960 nm。检测类胡萝卜素含量需要7片滤光片,对应波长为450、525、560、660、695、850 和 960 nm。模型 R2P 分别为 0.989 和 0.920,RMSEP 分别为 3.668%和 29.803 mg/100g,RPD分别为9.15和3.50,预测集平均相对误差分别为8.81%和11.13%,模型稳定性好,预测能力强。将模型导入仪器后,对仪器的检测效果进行验证。检测时间为45 s,检测准确度较高,相对误差的平均值分别为9.26%和13.14%。果蔬干制品品质便携式多光谱检测仪可用于快速检测干燥过程中胡萝卜片的水分和类胡萝卜素含量。