【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光谱识别，更具体地说，涉及一种果蔬光谱数据处理装置及方法。
技术介绍
1、目前农产品的新鲜度检测对于流通过程中质量控制具有重要的意义，其中由于果蔬的代谢旺盛，容易在短时间内营养流失导致萎蔫、腐烂，进而产生对人体健康有害的残留物质，因此开展果蔬新鲜度的检测和评价尤为重要。但目前我国果蔬生产、流通与销售大多依靠人的肉眼判断，而人的实际经验、感官能力和标准差异较大，对果蔬新鲜度的标准等级缺乏一致性。
2、现有的分选设备行业产品逐渐完善，随着果蔬产品的增多，面临的挑战更大，传统针对果蔬外表进行区分无法满足部分行业需求，光谱设备的出现使得该问题有望解决。光谱分选设备是一种利用物质对不同波长的光谱能量吸收、反射和发射特性进行鉴别和分析的仪器。虽然理论上光谱设备可以解决果蔬内部识别，但是受限于温度、光线、穿透率等影响，现有的光谱设备无法彻底解决果蔬内部识别问题。
3、经检索，中国专利申请，申请号202110151497.7，公开日2021年6月18日，公开了一种基于近红外光谱的果蔬优选分拣方法、系统及可读存储介质。该方法通过光源照射待分拣果蔬，采集待分拣果蔬的光谱信息，并将获取的光谱信息进行预处理，引入果蔬辨别模型；根据果蔬辨别模型得到预测缺陷类别值，将所述的预测缺陷类别值与预设缺陷类别值进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值，根据判断结果信息判别待分拣果蔬中有物理损伤和有虫害的果蔬，以实现优选分拣。但是该方法并未考虑到光源在照射待分拣果蔬时受限于温度、光线、穿透率等影响无法彻底解决果
技术实现思路
1、1.要解决的技术问题
2、针对现有技术中存在的光谱设备受限于温度、光线、穿透率等影响无法彻底解决果蔬内部识别等问题，本专利技术提供了一种果蔬光谱数据处理装置及方法，可以有效避免光谱设备获取的果蔬光谱数据受到外界环境影响，提高果蔬光谱识别的准确度和灵敏度。
3、2.技术方案
4、本专利技术的目的通过以下技术方案实现。
5、一种果蔬光谱数据处理装置，包括传送带，设置在传送带上的光谱采集设备，光谱采集设备的一端连接光路通道，光路通道固定安装在传送带上；在光路通道中设置光纤，光纤的一端连接接收器，接收器的另一端连接恒温设备，在恒温设备中安装有光谱仪。
6、进一步地，在光谱采集设备中设置果杯，果杯的一端与光路通道连接。
7、进一步地，在果杯的上方还设置有光源。
8、一种果蔬光谱数据处理方法，包括以下步骤：
9、构建一种果蔬光谱数据处理装置；
10、设置恒温设备的温度恒定，连通光源，光源照射果杯中的果蔬，通过光谱仪获取果蔬光谱数据；
11、对果蔬光谱数据进行预处理，对预处理后的果蔬光谱数据进行光谱降噪得到校正后的果蔬光谱数据；
12、对校正后的果蔬光谱数据进行迁移率计算。
13、进一步地，对校正后的果蔬光谱数据进行迁移率计算的计算公式为：
14、
15、其中，λ迁表示迁移率，λ穿表示穿过果蔬后的光谱，λ未表示未穿过果蔬的光谱，λ0表示光谱仪在未接收到光信号时的光谱。
16、进一步地，对获取的果蔬光谱数据进行预处理包括暗噪声处理、零均值标准化处理。
17、进一步地，对获取的果蔬光谱数据进行暗噪声处理的步骤包括：采集未连通光源的无光时果蔬光谱数据；采集连通光源后的实际果蔬光谱数据；通过实际果蔬光谱数据减去无光时果蔬光谱数据实现暗噪声处理。
18、进一步地，对获取的果蔬光谱数据进行零均值标准化处理的计算公式为：
19、(x-mean)/sd
20、其中，x表示不同的果蔬光谱数据，mean表示不同的果蔬光谱数据的均值，sd表示不同的果蔬光谱数据的标准差。
21、进一步地，对预处理后的果蔬光谱数据进行滑动均值滤波处理得到降噪后的果蔬光谱数据。
22、进一步地，将降噪后的果蔬光谱数据通过拟合残差计算得到校正后的果蔬光谱数据，计算公式为：
23、r(x)＝o(x)-p(x)
24、
25、其中，r(x)表示果蔬光谱数据差值，o(x)表示原始果蔬光谱数据，p(x)表示拟合果蔬光谱数据，dev表示残差，r1表示第一次获取到的果蔬光谱数据差值，r2表示第二次获取到的果蔬光谱数据差值，rn表示第n次获取到的果蔬光谱数据差值，表示所有获取到的果蔬光谱数据差值的均值，n表示自然数。
26、3.有益效果
27、相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
28、(1)本专利技术的一种果蔬光谱数据处理装置，将光谱仪安装在恒温设备中，从而使得光谱仪不受外界温度、光线、穿透率等影响能够获取更加精确的果蔬光谱数据，显著提高果蔬光谱数据处理装置的检测精度。
29、(2)本专利技术的一种果蔬光谱数据处理方法，通过对果蔬光谱数据进行预处理，对预处理后的果蔬光谱数据进行光谱降噪得到校正后的果蔬光谱数据，对校正后的果蔬光谱数据进行迁移率计算，使用迁移率代替果蔬光谱数据，能够消除光谱仪暗噪声的影响，从而排除因果蔬光谱数据处理装置自身导致的误差，提高果蔬光谱数据的精确度和可靠性，实现果蔬光谱数据的可迁移性和通用性。
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1.一种果蔬光谱数据处理装置，其特征在于，包括传送带(1)，设置在传送带(1)上的光谱采集设备(2)，光谱采集设备(2)的一端连接光路通道(5)，光路通道(5)固定安装在传送带(1)上；在光路通道(5)中设置光纤(6)，光纤(6)的一端连接接收器(7)，接收器(7)的另一端连接恒温设备(9)，在恒温设备(9)中安装有光谱仪(8)。
2.根据权利要求1所述的一种果蔬光谱数据处理装置，其特征在于，在光谱采集设备(2)中设置果杯(4)，果杯(4)的一端与光路通道(5)连接。
3.根据权利要求2所述的一种果蔬光谱数据处理装置，其特征在于，在果杯(4)的上方还设置有光源(3)。
4.一种果蔬光谱数据处理方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在于，对校正后的果蔬光谱数据进行迁移率计算的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在于，对获取的果蔬光谱数据进行预处理包括暗噪声处理、零均值标准化处理。
7.根据权利要求6所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在
8.根据权利要求7所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在于，对获取的果蔬光谱数据进行零均值标准化处理的计算公式为：
9.根据权利要求8所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在于，对预处理后的果蔬光谱数据进行滑动均值滤波处理得到降噪后的果蔬光谱数据。
10.根据权利要求9所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在于，将降噪后的果蔬光谱数据通过拟合残差计算得到校正后的果蔬光谱数据，计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种果蔬光谱数据处理装置，其特征在于，包括传送带(1)，设置在传送带(1)上的光谱采集设备(2)，光谱采集设备(2)的一端连接光路通道(5)，光路通道(5)固定安装在传送带(1)上；在光路通道(5)中设置光纤(6)，光纤(6)的一端连接接收器(7)，接收器(7)的另一端连接恒温设备(9)，在恒温设备(9)中安装有光谱仪(8)。
2.根据权利要求1所述的一种果蔬光谱数据处理装置，其特征在于，在光谱采集设备(2)中设置果杯(4)，果杯(4)的一端与光路通道(5)连接。
3.根据权利要求2所述的一种果蔬光谱数据处理装置，其特征在于，在果杯(4)的上方还设置有光源(3)。
4.一种果蔬光谱数据处理方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种果蔬光谱数据处理方法，其特征在于，对校正后的果蔬光谱数据进行迁移率计算的计算公式为：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘得祥，
申请(专利权)人：安徽唯嵩光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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