《基于介电特征选择的苹果内部品质无损分级》.pdfVIP

第 29卷 第21期 农 业 工 程 学 报 Vo1．29 No．21 2013年 11月 TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering Nov．2013 279 基于介电特征选择的苹果内部品质无损分级 蔡 骋 ，李永超 ，马惠玲 ，李晓龙 (1．西北农林科技大学信息工程学院，杨凌 712100； 2．西北农林科技大学生命科学学院，杨凌 712100； 3．宁夏农科院种质资源研究所，银川I7500212) 摘 要：为了快速而准确地利用介电特性对苹果内部品质进行无损分级，该文对 500个富士苹果的108种特征值 (12种介电参数在 9个频率点下)进行了分析筛选，以获取用于 5个品质等级富士苹果无损分级的最少介电特征。 在整个内部品质的分级过程中，贪心选择法、基于快速聚类的特征子集选择法、稀疏主成分分析法和以信息增益 为评价函数的属性排序法共4种方法被用来从 108种介电特征中选择出对等级划分最有帮助的关键介电特征。试 验结果显示，基于快速聚类的特征子集选择法仅选择了4种特征时分级正确率就达到了80％左右，而贪心选择法 的性能明显更优，在分级正确率超过90％时，其选择的特征一般不超过 lO种，其最优情况为当选择了4种介电特 征时，分级正确率为91．22％，而当选择了10种介电特征时，其分级正确率为95．95％。该研究为水果等农产品的 品质与病虫害快速无损检测等提供参考。 关键词：无损检测，分级，水果，介电特征，内部品质，苹果 doi：10．3969~．issn．1002～6819．2013．21．035 中图分类号：S126；$661．1 文献标志码：A 文章编号：1002—6819(2013)-21—0279—09 蔡 骋，李永超，马惠玲，等．基于介电特征选择的苹果内部品质无损分级 [J]．农业工程学报，2013，29(21)： 279——287． CaiCheng，LiYongchao，MaHuiling，eta1．Nondestructiveclassificationofinternalqualiyt ofapplebasedondielectric featureselection[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsofhteCSAE)，2013， 29(21)：279--287．(inChinesewithEnglishabstract) 学指标与硬度、可溶性固形物、可滴定酸含量和乙 0 引 言 烯释放速率等4个理化生理指标之间的关系，提出 最近几年，对于介电特性各方面的研究已取得 了多个电学指标与理化指标的一对一回归函数ll”。 了长足的进步 。】，如许多水果和农作物的介电特性 郭文川等以燕麦为材料，在 100～10Hz频率范围 已被证实与它们的内部品质高度相关L4J。从20世 内研究了燕麦含水率、温度和体积密度对介 电常数 纪末以来，关于多种水果和农作物的宏观介电特性 和介质损耗因数的影响，分析了部分频率下燕麦介 与其内部品质理化指标之间关系的研究已经在国 电参数与主要影响因素的关系模型，并最终建立了 内外被大量提及。在国外，Nelson在 2．45~22GHz 基于介电参数对燕麦含水率的预测模型 l【引。 频率范围内对多种水果和蔬菜的介电特性进行了 在大多数水果等介电特性的研究中，只有一小 研究，分析了部分单一理化指标与单一介 电信号间 部分种类的介 电特征被分析并应用，但是在现实情 的关联关系 J。Ragni等分析了蛋类物质在不同存储 况下，介电特征的种类是非常广泛的，主观挑取其