香蕉是我國(guó)排名第五的大宗水果，為了便于運(yùn)輸和貯存，會(huì)采摘未經(jīng)催熟而且暫不能食用的青果，即青香蕉。而青香蕉極易發(fā)生機(jī)械性損傷，不僅影響產(chǎn)品的外觀品質(zhì)，還會(huì)影響消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望。因此，就有必要對(duì)香蕉的碰撞損傷程度進(jìn)行檢測(cè)。本文介紹了高光譜成像技術(shù)在香蕉碰撞損傷檢測(cè)中的應(yīng)用。

香蕉碰撞損傷檢測(cè)方法：

香蕉是中國(guó)嶺南特色水果之一，統(tǒng)計(jì)顯示，2020年中國(guó)香蕉產(chǎn)量達(dá)到了1151.3萬(wàn)噸。香蕉在采收和運(yùn)送過(guò)程中往往處于綠硬期（青香蕉），在此過(guò)程中易受到各種碰撞損傷。不同類(lèi)型碰傷均可加速香蕉果皮活性氧的積累進(jìn)而導(dǎo)致香蕉果實(shí)的衰老腐??；青香蕉受到碰撞損傷后，微生物容易侵染損傷部位，經(jīng)過(guò)催熟過(guò)程中的乙烯釋放和果實(shí)軟化后，造成於傷腐爛或黑斑花臉，嚴(yán)重影響其色澤品質(zhì)和銷(xiāo)售價(jià)格。因此，亟待尋找一種快速無(wú)損檢測(cè)青香蕉碰撞損傷的方法。

傳統(tǒng)的青香蕉碰撞損傷檢測(cè)方法主要是人工肉眼識(shí)別和常規(guī)RGB圖像識(shí)別。然而人工識(shí)別受主觀因素影響較大，常規(guī)RGB圖像識(shí)別難以檢測(cè)出碰撞初期的碰傷情況。鑒于傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足，利用高光譜技術(shù)開(kāi)展無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用迅速發(fā)展。高光譜成像技術(shù)融合了傳統(tǒng)的圖像和光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以同時(shí)獲取被檢測(cè)物體的空間信息和光譜信息，對(duì)其內(nèi)外部的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，并依據(jù)這些參數(shù)建立與青香蕉碰撞損傷之間的關(guān)系，進(jìn)行碰傷程度區(qū)分，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足。

高光譜成像技術(shù)在香蕉碰撞損傷檢測(cè)中的應(yīng)用：

高光譜成像技術(shù)結(jié)合了光譜和圖像兩種技術(shù)，能夠同時(shí)得到待檢測(cè)對(duì)象的空間及光譜信息，所以它不僅能夠檢測(cè)出果品信息的相關(guān)圖像信息還包含有豐富的光譜信息。高光譜圖像技術(shù)之所以能夠檢測(cè)水果的內(nèi)外品質(zhì)信息及食品安全性等綜合性品質(zhì)信息，是因?yàn)閳D像檢測(cè)技術(shù)能夠全面的反映果品的外在特征，而光譜檢測(cè)技術(shù)則能夠檢測(cè)果品的化學(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)等信息。所以說(shuō)，高光譜圖像檢測(cè)技術(shù)是一種易于操作、快速而且無(wú)損的新型檢測(cè)技術(shù)。使用高光譜成像技術(shù)和相應(yīng)分析方法，提取出特征波長(zhǎng)，然后建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，就可以對(duì)香蕉的碰撞損傷程度進(jìn)行判斷。具體步驟如下：

1.高光譜圖像數(shù)據(jù)采集

使用高光譜成像儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，需要打開(kāi)儀器進(jìn)行預(yù)熱，然后對(duì)儀器進(jìn)行黑白校正。將儀器校正后，對(duì)樣本進(jìn)行高光譜數(shù)據(jù)的采集。

2.光譜數(shù)據(jù)提取

將獲取的高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行感興趣區(qū)域的光譜提取，其中每個(gè)感興趣區(qū)域中所有像素點(diǎn)的平均光譜作為該區(qū)域的原始光譜。

3.光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理

對(duì)提取的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，這是因?yàn)樵脊庾V數(shù)據(jù)中包含了許多冗沉的信息，且含有大量的噪音。通過(guò)光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理，可以防止其他因素降低預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確性。

4.預(yù)測(cè)模型的建立

采用偏最小二乘法、支持向量機(jī)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、多元線性回歸等方法建立基于光譜圖像的預(yù)測(cè)模型，然后將光譜圖像信息導(dǎo)入到模型中，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出香蕉損傷程度，并判斷出該樣品是否合格。