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监测和控制食物质量是食物生产中最主要的一环。特殊是水果和蔬菜比其他食物越发敏感，新鲜康健的才更有价值。高光谱成像为自动质量控制系统提供了要害数据，以确保食物的高质量。

使用Specim FX10高光谱相机丈量李子和番茄的老化

新鲜度对评估水果和蔬菜的品质十分主要，成熟度和坚实度是需要视察和监控的两个最基本的质量指标。高光谱相性能够视察水果和蔬菜在成熟历程中的光谱转变。

在这项研究中，我们使用Specim FX10高光谱相机和实验室扫描仪对李子和番茄举行了为期20天的视察，以评估其老化历程。Specim FX10是一台笼罩400-1000nm光谱规模的可见光-近红外（VNIR）相机。剖析的第一部分着重于样本随时间转变的光谱特征，然后提出了番茄和李子新鲜度的回归模子。

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图1：将三个李子和番茄样本安排在实验室扫描仪上，并使用Specim FX10相机丈量了20天

使用FX10拍摄了样本的照片以及高光谱数据。照片显示，番茄和李子的新鲜度随时间显着下降（图2）。在其中一个番茄和李子的中心做了一个小切口，对加速番茄的老化有显著影响，但对李子没有影响。

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图2：在第1天、第13天和第20天拍摄的样本照片

光谱反射展现化学转变

在举行光谱丈量的第1、2、3、6、9、13、14、16、17、19和20天，每个李子和番茄上都选择矩形区域统计了反射光谱。为了便于阅读效果，图3仅泛起了在第1天、第13天和第20天获得的光谱，番茄的光谱差别比李子更显著。在图2的照片中已经可以看出差别。

光谱曲线展现了水果和蔬菜内部随时间推移爆发的化学转变。李子和番茄在早期生长阶段由于叶绿素泛起绿色，但当它们成熟时，叶绿素剖析成另外一种化学物质。关于番茄来说，叶绿素剖析成番茄红素，成熟的番茄则泛起为红色。这种化学转变诠释了李子和番茄在550-750nm之间的光谱转变。水果和蔬菜的成熟历程也会影响水分水平或结构，水分的对应光谱体现在970nm处。除此之外，其他化学属性（如糖含量）也会随着时间转变而转变，多种化学转变塑造了各时间段的光谱曲线。

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图3：在第1、2、3、6、9、13、14、16、17、19、20天获取的李子和番茄的假彩色RGB图像，以及在第一天（白色）、第13天（粉红色）和第20天（紫色）的番茄和李子的平均光谱。

回归模子量化新鲜度

在这项研究中，建设了一个回归模子来量化李子和番茄的新鲜度。成像天数做为现实的回归变量，李子和番茄划分基于588-976nm和445-993nm的光谱规模举行展望回归剖析，R²划分能抵达0.81和0.91。现实值与展望值的回归图在图5中泛起。

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图4：三个李子（顶部）和三个番茄（底部）的回归模子输出

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图5：两个模子的现实值与模子展望（丈量李子和番茄的新鲜度）

结论

Specim FX10相机适用于丈量水果和蔬菜的成熟度和新鲜度，由于它对与农产品新鲜度相关的特征十分敏感。在构建典范的回归模子时，经常接纳有损的实验室丈量值来作为参考举行模子开发和验证，这个研究显示，接纳丈量天数作为回归变量依然可以很好的展望果蔬新鲜水平。因此，有损的实验室指标关于获取果蔬的新鲜度并不是须要的，高光谱可以实现真正的无损展望与评估。

在可见光-近红外（VNIR）下事情的高光谱相机为监测新鲜食物品质提供了有用的工具。与古板的基于点的要领相比，高光谱成像具有无损、非破损性的优势，是一种特殊适合食物分级、分选和分类的要领。

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