一种利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法与流程

1.本发明涉及果实检测技术领域，尤其涉及一种利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法。


背景技术：

2.香蕉被世界粮农组织定位为四大粮食作物之一，我国是香蕉原产地之一，有着三千多年的栽培历史。随着农业种植结构调整和中央系列惠农政策的落实，我国香蕉产业发展迅速，已成为热带高效农业的支柱产业。在香蕉销售过程中，成熟度是香蕉品质的重要参考标准。但目前香蕉成熟度大多采用人工感官检测，很难保证准确率与效率。因此，如何快速准确鉴别香蕉成熟度具有重要意义。
3.传统水果成熟度检测方法主要是对相关的化学物质进行测量，如酸碱值、糖度等，这些常常造成水果样品的损坏，为此我们提出一种通过紫外线检测即可检测出香蕉成熟度的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法，包括以下步骤：
6.s1、获取待检测香蕉成熟度的香蕉图像；
7.s3、分类
8.通过预先训练得到的神经网络香蕉成熟度检测模型对所述香蕉图像进行检测；所述检测模型通过多组训练数据对bp神经网络模型进行训练得到的；所述多组训练数据的每一组数据包括多种成熟度类型的香蕉图像及所述香蕉图像对应的品种信息，并将待检测香蕉按品种分组；
9.s3、运行荧光分光光度计，在计算机根目录建立一个固定格式、用于数据保存的excel文件；
10.s4、使用荧光分光光度计测定各待测样品的荧光强度值；
11.s5、获取荧光分光光度计窗体内三个文本框的基础属性与instance值，待一组样品测定结束，运用control get text函数分别读取三个文本框的数值，暂时保存在计算机内存当中，当荧光分光光度计开始测定下一组样品时，将计算机内存中的数值按照instance值的顺序写入excel表格的对应位置；
12.s6、更换下一待测香蕉样品，利用while—wend、switch－case－endswitch两个嵌套循环算法，使样品测试、数据读取、数据录入可循环进行；
13.s7、样品全部测试完毕，将数据完整存储于d盘根目录的excel文件中，并统计分析各组样品的个数及对应的荧光强度，判定各组香蕉成熟度。
14.在上述的利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法中，步骤四中在测定待测样品的荧光强度值时，先获取控制荧光分光光度计开始测定按钮的内部id与关键参数，根据开始测定按钮的id与关键参数，运用control click函数向荧光分光光度计发出测定样品的指令，调整光源波长并照射样品，测定300
‑
500nm波长范围内的荧光强度值。
15.在上述的利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法中，步骤四中调整光源波长为300
‑
400nm，照射样品后测定360nm、410nm、430nm波长的荧光强度值。
16.在上述的利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法中，所述神经网络在对香蕉图像进行检测时首先对此时输入的图像帧进行识别，判断此时输入的图像帧是否为有效帧；
17.如果此时输入的图像帧不是有效帧，则提取所述对应输入的图像帧中与有效帧不同的第一图像数据，将所述第一图像数据输出至所述神经网络；
18.所述神经网络的n
‑
1层卷积层依次对所述第一图像数据进行计算处理，并将处理后的第二图像数据输出至第n层卷积层，所述n为大于等于2的整数；
19.所述神经网络的所述第n层卷积层使用所述第二图像数据替换所述第n层卷积层中存储的第一中间完备数据中与所述第二图像数据所在位置对应的数据，从而得到第三图像数据，所述第n卷积层对所述第三图像数据进行计算处理并输出；其中，所述第一中间完备数据为所述基础图像帧在所述第n层卷积层的计算结果。
20.在上述的利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法中，如果所述当前输入的图像帧不是有效帧，则提取所述当前输入的图像帧中与有效帧不同的第一图像数据，将所述第一图像数据输出至所述神经网络，具体包括：如果所述当前输入的图像帧不是有效帧，则基于预设图像数据块划分规则将一帧图像划分为多个数据块；
21.比较所述当前输入的图像帧的各个数据块与有效帧对应位置的数据块是否相同，提取所述当前输入的图像帧中与有效帧对应位置的图像数据不同的数据块，将所述不同的数据块作为所述第一图像数据输出至所述神经网络。
22.在上述的利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法中，所述荧光分光光度计包括试样配置部、光源部、检测部、激发波长输入部、测定波长范围决定部以及测定执行部。
23.在上述的利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法中，所述试样配置部用于配置试样；所述光源部能够向所述试样配置部发出多个波长的光；所述检测部对来自所述试样配置部的光中的、规定波长范围内的光的强度进行测定；所述激发波长输入部用于受理由使用者进行的多个激发波长的输入，所述多个激发波长是所述多个波长中的一部分或全部；所述测定波长范围决定部与被输入的所述多个激发波长对应地，按照预先决定的规则来决定与各激发波长对应的透射光测定波长范围和发光测定波长范围；所述测定执行部，其接收由使用者进行的实际测定的执行指示，来对所述光源部和所述检测部进行控制以执行如下的实际测定：使所述光源部按顺序发出所述多个激发波长的光，针对各激发波长的光测定穿过了所述试样配置部的所述透射光测定波长范围内的光的强度和从所述试样配置部发出的所述发光测定波长范围内的光的强度。
24.与现有的技术相比，本发明的优点在于：用紫外线在300
‑
400nm波长下照射香蕉皮，会检测到在430nm有最高峰的蓝色荧光。随着香蕉成熟度的增加，其含糖量也增高，发出
的荧光强度也随之增加。本技术所提出的方法可快速检测香蕉在对应波长紫外线照射下的荧光强度，即可快速得出香蕉当前成熟度。
附图说明
25.图1为本发明中不同成熟度香蕉所检测出荧光强度的拟合示意图。
具体实施方式
26.以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
27.实施例
28.一种利用紫外线检测荧光强度判断香蕉成熟度的方法，包括包括以下步骤：
29.s1、获取待检测香蕉成熟度的香蕉图像；
30.s3、分类
31.通过预先训练得到的神经网络香蕉成熟度检测模型对所述香蕉图像进行检测；所述检测模型通过多组训练数据对bp神经网络模型进行训练得到的；所述多组训练数据的每一组数据包括多种成熟度类型的香蕉图像及所述香蕉图像对应的品种信息，并将待检测香蕉按品种分组；
32.s3、运行荧光分光光度计，在计算机根目录建立一个固定格式、用于数据保存的excel文件；
33.s4、使用荧光分光光度计测定各待测样品的荧光强度值；
34.s5、获取荧光分光光度计窗体内三个文本框的基础属性与instance值，待一组样品测定结束，运用control get text函数分别读取三个文本框的数值，暂时保存在计算机内存当中，当荧光分光光度计开始测定下一组样品时，将计算机内存中的数值按照instance值的顺序写入excel表格的对应位置；
35.s6、更换下一待测香蕉样品，利用while—wend、switch－case－endswitch两个嵌套循环算法，使样品测试、数据读取、数据录入可循环进行；
36.s7、样品全部测试完毕，将数据完整存储于d盘根目录的excel文件中，并统计分析各组样品的个数及对应的荧光强度，判定各组香蕉成熟度。
37.步骤四中在测定待测样品的荧光强度值时，先获取控制荧光分光光度计开始测定按钮的内部id与关键参数，根据开始测定按钮的id与关键参数，运用control click函数向荧光分光光度计发出测定样品的指令，调整光源波长并照射样品，测定300
‑
500nm波长范围内的荧光强度值。
38.步骤四中调整光源波长为300
‑
400nm，照射样品后测定360nm、410nm、430nm波长的荧光强度值。
39.所述神经网络在对香蕉图像进行检测时首先对此时输入的图像帧进行识别，判断此时输入的图像帧是否为有效帧；
40.如果此时输入的图像帧不是有效帧，则提取所述对应输入的图像帧中与有效帧不同的第一图像数据，将所述第一图像数据输出至所述神经网络；
41.所述神经网络的n
‑
1层卷积层依次对所述第一图像数据进行计算处理，并将处理后的第二图像数据输出至第n层卷积层，所述n为大于等于2的整数；
42.所述神经网络的所述第n层卷积层使用所述第二图像数据替换所述第n层卷积层中存储的第一中间完备数据中与所述第二图像数据所在位置对应的数据，从而得到第三图像数据，所述第n卷积层对所述第三图像数据进行计算处理并输出；其中，所述第一中间完备数据为所述基础图像帧在所述第n层卷积层的计算结果。
43.如果所述当前输入的图像帧不是有效帧，则提取所述当前输入的图像帧中与有效帧不同的第一图像数据，将所述第一图像数据输出至所述神经网络，具体包括：如果所述当前输入的图像帧不是有效帧，则基于预设图像数据块划分规则将一帧图像划分为多个数据块；
44.比较所述当前输入的图像帧的各个数据块与有效帧对应位置的数据块是否相同，提取所述当前输入的图像帧中与有效帧对应位置的图像数据不同的数据块，将所述不同的数据块作为所述第一图像数据输出至所述神经网络。
45.所述荧光分光光度计包括试样配置部、光源部、检测部、激发波长输入部、测定波长范围决定部以及测定执行部。
46.所述试样配置部用于配置试样；所述光源部能够向所述试样配置部发出多个波长的光；所述检测部对来自所述试样配置部的光中的、规定波长范围内的光的强度进行测定；所述激发波长输入部用于受理由使用者进行的多个激发波长的输入，所述多个激发波长是所述多个波长中的一部分或全部；所述测定波长范围决定部与被输入的所述多个激发波长对应地，按照预先决定的规则来决定与各激发波长对应的透射光测定波长范围和发光测定波长范围；所述测定执行部，其接收由使用者进行的实际测定的执行指示，来对所述光源部和所述检测部进行控制以执行如下的实际测定：使所述光源部按顺序发出所述多个激发波长的光，针对各激发波长的光测定穿过了所述试样配置部的所述透射光测定波长范围内的光的强度和从所述试样配置部发出的所述发光测定波长范围内的光的强度。
47.参考图1，图中λ1＝360nm、λ2＝410nm、λ3＝430nm，可明显得出：用紫外线在300
‑
400nm波长下照射香蕉皮，会检测到在430nm有最高峰的蓝色荧光。且虽然不同品种的香蕉的含糖量多少存在差异，但均随着香蕉成熟度的增加，其含糖量也增高，发出的荧光强度也随之增加，且成熟状态下均在430nm处有最高峰。所以可将此作为评价香蕉成熟度的指标之一。本技术通过使用荧光分光光度计，利用其超高速扫描速度特点，使得光谱分析更加方便和快捷，能够更快的对香蕉成熟度最准确检测。