番茄贮藏气氛3D荧光特征波长小波包选择及腐败预警方法

为实现基于贮藏气氛3D荧光信息的番茄贮藏过程中品质监控及腐败预警,本研究提出一种小波包分解的特征波长选择策略。首先,对原始数据进行去除瑞利散射及Savitzky-Golay平滑处理,消除噪声并剔除无荧光信息发射光谱;其次,对各激发波长下发射光谱进行小波包分解,用小波包分解最低频段的能量作为激发波长的表征量,并结合其在总能量中的占比选择特征激发波长;然后,对特征激发波长下发射光谱划分波段并进行小波包分解,以分解最低频段的能量作为波段表征量初选特征发射波长。考虑到番茄腐败前后荧光信息不同,故以特征激发波长总能量变化确定腐败基准;同时,对特征发射波长光谱值向量进行聚类分析也可得同样基准。通过腐败基准优选特征发射波长以减少波长个数,简化分析。最后,以腐败基准日的特征发射波长光谱表征能量值为基准信息向量,计算腐败基准日前各贮藏日特征发射波长光谱表征能量值到基准信息向量的马氏距离。结果表明,随着贮藏时间的延长,对应马氏距离变小,进而有效表征了番茄贮藏过程中的品质变化,并实现了腐败预警。结论:运用小波包分解根据特征激发波长下发射光谱的总能量变化及其聚类分析两种方法均可确定准确、可靠的腐败基准,所建立的马氏距离预警方法具有可行性,研究可为番茄品质监控提供新思路。