(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210591636.2 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 朱正　董官清　朱小潇　闫志坚　 胡箫　马骏楠　那博超　李平　 (51)Int.Cl. G01N 21/31(2006.01) G01N 21/59(2006.01) G01N 21/47(2006.01) G01N 21/49(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于VIS-NIR光谱分析的无损苹果糖度 测试方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于VIS ‑NIR光谱分析的 无损苹果糖度测试方法， 获取所需的苹果样本材 料， 并对所得到的材料进行预处理； 得到样本材 料后， 利用光谱采集装置对所选取的样本进行光 谱采集， 得到待测样本的原始光谱图； 采取样本 中的部分区域， 利用数字折光仪分别对样本的进 行糖度的标定， 确定每个样本的真实糖度； 使用 SG卷积平滑对光谱进行预处理， 对采集好的光谱 进行预处理， 减少光谱噪声的影响， 得到平滑后 的光谱； 结合所得样本的光谱与糖度标定数据， 采用偏最小二乘回归法(PLSR)建立糖度预测模 型； 最终结合模型对任意苹果糖度进行检测， 并 根据检测结果对系统进行整体调式。 本发明无损 检测， 操作简单， 使用方便 。 权利要求书1页 说明书9页 附图7页 CN 114894733 A 2022.08.12 CN 114894733 A 1.一种基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测试 方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤101： 获取 所需的样本材 料， 并对所 得到的材 料进行预处理； 步骤102： 得到样本材料后， 利用光谱采集装置对所选取的样本进行光谱采集， 得到待 测样本的原 始光谱图； 步骤103： 采取样本中的部分区域， 利用数字折光仪分别对样本的进行糖度的标定， 确 定每个样本的真实糖度； 步骤104： 使用SG卷积平滑对光谱进行预处理， 对采集好的光谱进行预处理， 减少光谱 噪声的影响， 得到平 滑后的光谱； 步骤105： 结合所平滑后的光谱与糖度标定数据， 采用偏最小二乘回归法PLSR建立糖度 预测模型； 步骤106： 结合糖度预测模型对任意苹果糖度进行检测， 并根据检测结果进行整体调 式。 2.如权利要求1所述的基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测试方法， 其特征在于： 在获取所需的样本材料后， 首先将样品表面的灰尘和 其他脏污擦除干净， 避免样品表皮上 的杂物对光谱的影响； 每一个实验用的苹 果选取3个测试点， 保证测试点平均分布在苹 果的 赤道上， 并按顺序依次对苹果样本的测试点进行编号。 3.如权利要求1所述的基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测试方法， 其特征在于： 在测量样本的光谱时， 对待测样本的每一个检测点均进 行5次光谱采集， 最后取平均值以减 小测量中存在的误差 。 4.如权利要求1所述的基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测试方法， 其特征在于： 在样本糖度标定时， 温度保持恒定为25℃。 5.如权利要求1所述的基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测试方法统， 其特征在 于： 使用的光谱为470nm波长以后的吸光度光谱， 以减少无用信息的输入造成模型的过拟合 导致的精度下降。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114894733 A 2一种基于VI S‑NIR光谱分析的无损 苹果糖度测试方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种苹果糖度测试方法， 尤其涉及一种基于VIS ‑NIR光谱分析的无损 苹果糖度测试 方法。 背景技术 [0002]我国是一个农业生产大国， 农业生产总值占我国的GDP比重大约有10％左右， 是我 国的重要经济来源之一。 其中， 水果的种植面积以及其产量均为世界第一， 苹果、 柑橘以及 梨子分别为我国产量 最大的三种水果， 且其产量 仍在逐年上升中。 [0003]但是， 我国对外出口的水果销售额却并没有取得与产量增速匹配 的增量， 2018年 的水果出口总额为8050.43百万美元， 而2019年的水果出口总额却为7837.28百万美元， 出 口总额不仅没有增 加， 反而下降了， 这是一个值得关注的现象。 [0004]在国际市场上， 我国的水果商品并没有占到很高的份额， 这些作为商品销往国外 的水果， 不仅外在品质， 而且内在品质也 都与一些发达国家的产品有着 较大的差距。 这样的 结果并不是因为某 一特定的短板所造成的， 而是由很多因素一同导致的， 其中， 对水果品质 的管控不足则是最需要引起我国农业 生产人员重 视的问题之一。 [0005]在我国， 大部分水果在采摘之后， 不会经过加工或者仅仅粗加工之后就会销往市 场， 没有精美的包装， 也没有严格的水果品质检查， 降低了产品的附加价值， 这一情况使得 水果的销售价格处于一个比较低的水平， 我国果农赚取国外利润的能力也就 随之降低了。 反观一些发达国家， 例如日本、 美 国、 新西兰等， 对水果的品质管控及其附加 价值的提升十 分重视。 以苹果为例， 这些国家的水果出 口商在苹果出厂之前不仅会对苹果的外观进行检 查， 也会对其进行包括但不限于糖度、 脆度、 酸度等内在 品质的检测。 这使得这些国家的水 果优质率、 竞争力、 利 润率以及远 远大于我国的出口产品。 [0006]目前， 我国的水果优质商品化能力水平较低， 从生产到销售整个流程中， 水果的质 量管控较差。 因此虽然我国出口到国外的水果数量大、 种类多， 但是由于品质分级不明确等 原因， 被出口地拒收、 扣留、 终止合同等等事件屡见不鲜。 另一方面， 不仅是国外， 国内市场 的消费者由于消费水平的提高， 对水果产品的要求也越来越高了， 不仅要求外观精美无农 药残留， 对于内在的品质比如口感等也有较高的要求。 这使得高品质的水果销路越来越好， 经济效益越来越高， 所以， 水果内部品质的检测是否完善是水果商品化能否取得较大成果 的核心环节之一。 [0007]传统的水果内部品质检测一般是使用化学分析的手段来测定水果的糖度等指标， 取样时间长， 步骤也十 分繁琐， 其最大的缺点则是在取样时会破坏样品， 造成不必 要的经济 损失， 且这种检测一般是抽样检测， 并不能覆盖 到每一个水果， 所以总是会有疏漏。 发明内容 [0008]针对目前存在的问题， 本发明提供一种基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测 试方法。 基于VIS ‑NIR光谱分析的无损苹果糖度测试方法， 能够在不破坏样 品的同时， 快速说　明　书 1/9 页 3 CN 114894733 A 3