基于声学特性的香瓜成熟度检测方法

音频检测西瓜成熟度的噪声消除方法作者：肖珂高冠东来源：《湖北农业科学》2013年第18期摘要：针对音频检测西瓜成熟度中击打响应信号更类似噪声的特点，实现了信噪分离方法与小波消噪方法相结合消除环境噪声和信号微小噪声的方法。

在消除嘈杂环境噪声方面，提出使用快速独立分量分析算法（Fast independent componment analisis，FastICA），利用不同两路混有环境噪声的混叠信号分离出噪声和击打信号，以获得能够用于西瓜成熟度检测的击打信号。

在消除能量较小的噪声方面，提出了适合西瓜击打信号特点的小波消噪算法，能够有效降噪并保留高频信息。

该方法经验证达到了较好的噪声消除效果。

关键词：音频检测；小波消噪；快速独立分量分析算法；信噪分离；西瓜成熟度中图分类号：TP391.42 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）18-4510-05西瓜成熟度的音频检测法检测速度快，能够无损检测采摘前后的西瓜成熟度，可用于研制大型在线分选设备和小型便携检测设备，并且造价低廉、应用范围广，从而成为了西瓜内部品质检测方法的国内外研究热点。

由于西瓜在成熟过程中瓜瓤是由致密到疏松逐渐变化的，而西瓜在受迫振动时发出的声音包含西瓜内部组织结构的信息，因此音频检测西瓜成熟度是一种较为有效的检测方法。

早在1968年，音频检测方法就被研究用于检测多种水果蔬菜（包括西瓜）在采摘和存储过程中的成熟度和硬度[1]。

在最近的30年中，音频检测技术发展迅速，并成为西瓜筛选和分级的一种重要方法[2]。

用于西瓜成熟度检测的音频特征一般有衰减系数、传播速度、声阻抗以及透射或反射声波频率等[3]。

其中，Cooke[4]使用音频频率和西瓜重量计算成熟度指标。

Clark[5]则提出使用声波穿过西瓜的衰减时间衡量西瓜成熟度。

何东健等[6]验证了以上理论并提出音频信号波形对称度也与西瓜成熟度密切相关。

高冠东等[7]、肖珂等[8]提出使用透射声波的频带幅值向量特征检测西瓜成熟度。

基于声学特性哈密瓜成熟度的无损检测研究基于声学特性哈密瓜成熟度的无损检测研究摘要：哈密瓜作为一种常见的水果，其成熟度对于口感和风味至关重要。

然而，传统的成熟度检测方法存在破坏性和时间消耗较大的问题。

本研究基于声学特性，探索了一种无损检测哈密瓜成熟度的方法。

通过采集哈密瓜的声学信号，并结合综合分析和机器学习算法，建立了声学特性与哈密瓜成熟度之间的关系。

实验结果表明，该方法可以准确、快速地检测哈密瓜的成熟度，对于哈密瓜的种植、采摘和营销具有重要的实际应用价值。

1. 引言哈密瓜是一种具有高营养价值和广泛市场需求的水果。

在哈密瓜种植业中，如何准确、快速地检测哈密瓜的成熟度成为了一个重要的问题。

传统的成熟度检测方法包括观察果实外观和质地，使用化学成分分析等，但这些方法存在破坏性和时间消耗较大的问题。

因此，开发一种无损检测哈密瓜成熟度的方法非常有意义。

2. 声学特性与哈密瓜成熟度的关系声学信号是哈密瓜成熟度的潜在指标之一。

哈密瓜成熟度的变化会导致果实内部的物理和化学性质的变化，进而影响声学特性。

因此，通过收集哈密瓜的声学信号，并对其进行综合分析，可以探究声学特性与哈密瓜成熟度之间的关系。

3. 实验设计和数据采集本研究选择了不同成熟度的哈密瓜样品进行实验。

首先，我们采集了哈密瓜的声学信号，并记录了对应的成熟度标签。

然后，收集到的声学信号数据经过预处理和特征提取，得到了一组数值化的特征。

4. 特征选择和建模在特征选择阶段，通过统计分析和相关性分析等方法，从众多特征中筛选出与哈密瓜成熟度密切相关的特征。

然后，利用这些特征，建立了一个机器学习模型来预测哈密瓜的成熟度。

我们采用了支持向量机（SVM）算法作为建模工具，并采用交叉验证方法对模型进行评估。

5. 结果和讨论实验结果显示，声学特性与哈密瓜成熟度之间存在一定的相关性。

通过特征选择和建模，我们建立的SVM模型可以准确地预测哈密瓜的成熟度。

与传统的观察法相比，该方法具有非破坏性和快速的优点，能够在短时间内对大量样品进行检测。

甜瓜成熟度检测技术研究进展作者：吕琛李锋霞马本学刘浩朱荣光来源：《江苏农业科学》2014年第01期摘要：甜瓜的成熟度是评价其品质的重要依据，也是影响消费者购买的主要因素。

因此，甜瓜的成熟度检测对其生产及流通具有重要意义。

本文主要介绍人为主观判断法、力-变形检测技术、声振动检测技术及电子鼻检测技术4种甜瓜成熟度检测方法的原理、国内外研究进展及优缺点，并对今后的研究方向提出展望。

关键词：甜瓜；成熟度；检测技术中图分类号：S-33；S652.01文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）01-0244-03收稿日期：2013-05-24基金项目：国家自然科学基金（编号：61263041）；国家大学生创新创业训练计划项目（编号：201310759034）。

作者简介：吕琛（1986—），女，河南人，硕士研究生，助教，主要从事农产品品质智能化检测技术与分级装备研究。

E-mail：lvchen520@。

通信作者：马本学，博士，教授，主要从事农产品品质智能化检测技术与分级装备研究。

E-mail：mbx_shz@。

甜瓜是我国重要的瓜果之一，果实甘甜，风味独特，营养丰富，并且具有治疗和保健等药用价值，备受广大消费者青睐。

由于其经济价值高，多年来为我国经济发展和农民增收发挥了巨大作用[1]。

甜瓜的成熟度是评价其品质的重要依据，也是影响消费者购买的主要因素[2]。

对甜瓜的成熟度进行检测，既能保护消费者的利益，又可提高甜瓜的加工质量和出品等级，加大市场竞争力。

为此，国内外许多科研工作者对甜瓜成熟度检测进行了研究。

目前，甜瓜成熟度检测方法大致包括：人为主观判断法、力-变形检测技术、声振动检测技术及电子鼻检测技术等。

1人为主观判断法人为主观判断法是由人们通过购买或种植甜瓜所积累的多年经验，凭借自身观察品尝及甜瓜品种的生长方式等进行主观判断甜瓜成熟度的方法。

具体有以下8种：（1）根据果实发育时间判断。

把每个授粉的雌花都挂上牌子，标明授粉日期，由当地生长季节的气候条件和该品种特性及生育期判断其成熟度。

水果成熟度检测技术的现状与发展水果成熟度检测技术是一项非常重要的技术，可以有效地帮助果农判断水果的成熟度，并实现水果的精准采摘和分类。

目前，水果成熟度检测技术已经取得了一些进展，并得到了广泛的应用。

1. 目视检测法目视检测法是最简单也是最广泛采用的一种水果成熟度检测方法。

该方法通过观察水果的外观和颜色变化来判断其成熟度。

该方法的优点是操作方便、费用低廉，但仅限于表面判断，不够准确。

2. 重力法重力法是一种利用水果自身的成熟度来进行检测的方法。

该方法的原理是，水果成熟后自身的重量会增加，可以通过称重的方式来检测成熟度。

该方法的优点是简单易行、完全非侵入性，但仅适用于需要称量的水果，如苹果、梨等。

3. 气味法气味法是一种通过感官来判断水果成熟度的方法。

该方法的原理是，水果在成熟过程中会释放出特定的气味，通过嗅闻来判断其成熟度。

该方法的缺点是主观性较强，受环境影响大。

4. 声学法声学法是一种利用水果的声波特征来进行检测的方法。

该方法的原理是，水果成熟度变化对应着声波特征的变化，通过声波检测仪器来分析水果的声波特征，来判断其成熟程度。

该方法的优点是操作简单、快速，不需破坏水果，但对水果表面质量的要求较高。

目前，水果成熟度检测技术已经取得了一些进展，正在向着更为精准、高效的方向不断发展。

主要包括以下几个方面：1. 多传感器融合多传感器融合技术是将不同的传感器技术结合起来，通过融合处理来提高成熟度检测的准确度和可靠性。

例如，结合声学和光学技术，可以提高成熟度检测的精度。

2. 机器学习算法机器学习算法是一种能够自动获取知识和规律的算法，可以通过对海量数据的学习和处理，提高成熟度检测的准确度和效率。

例如，通过对大量成熟度检测数据的分析和处理，可以建立成熟度检测的模型，实现通过计算机自动分析水果的成熟程度，并自动分类。

3. 智能化成熟度检测系统智能化成熟度检测系统是结合上述多种技术和算法，通过自动化的方式，实现对水果成熟度的检测和分类。

水果成熟度检测技术的现状与发展水果成熟度对于果农和消费者都非常重要。

对于果农而言，如果水果在收获前或成熟度不足时就被采摘，将会影响其品质和保质期，从而导致经济损失。

对于消费者而言，购买已经成熟的水果可以获得更好的口感和营养价值。

目前，有许多技术来检测水果成熟度，包括传统的人工观察和感官评估，以及现代化的非破坏性检测技术。

人工观察和感官评估通常是基于经验和主观判断，存在误差和不可重复性。

而现代化的非破坏性检测技术，可以实现快速、准确、自动化和可重复的检测，因此受到了广泛关注和应用。

其中，光学成像技术被广泛应用于水果成熟度检测中。

例如，光学成像技术可以通过测量水果表面的色相、亮度、纹理和反射率等光学特征，来评估其成熟度。

近年来，越来越多的研究利用深度学习和人工智能技术，对水果成熟度进行自动化检测、分类和预测。

这种基于机器学习的技术不仅提高了检测的准确性和稳定性，同时也可以大大节约人力和时间成本。

另外，基于声学和振动信号的成熟度检测技术也得到了广泛研究和应用。

这种技术利用传感器测量水果表面的声音和振动信号，从而分析其成熟度。

这种方法不会损伤水果，适用于多种果实的检测，并且不受水果大小和形状的限制。

但是，由于受环境噪音和水果表面装饰物的干扰，其精度和鲁棒性仍然需要进一步提升。

总的来说，随着技术的不断进步和创新，水果成熟度检测技术将变得更加有效和可靠。

这将有助于提高水果质量、延长保质期，并减少水果的损耗和浪费。

同时，这些技术也有望在其他领域如农业、食品加工和供应链管理等方面得到广泛应用。

瓜果无损检测技术要来颠覆传统方法
随着现代食品工业的发展以及生活质量的提高，人们越来越关注食品的品质。

因此，一种简单有效的瓜果无损检测仪对促进食品产业健康蓬勃发展、提高国民生活质量发挥着重要作用。

传统的瓜果检测方法主要有经验法和有损检测方法，经验法主要依靠目测、手摸、拍打或比重等方式粗略判断，存在较大误差;有损检测法需要将瓜果剖开才能对瓜果的成熟度、皮厚度、肉质软硬度等品质特征进行鉴别，破坏性强、成本高。

超声波雷达无损检测仪具有无损伤、快速检测、结果直观、应用范围广等优点，既可以用于瓜农在瓜果采摘前的批量检测，又可以随身携带用于消费者瓜果采购时的品质甄选。

用超声波检测技术测定水果品质的仪器包括一套带有发射和接收超声波的装置，能够发射和接收穿过水果果皮和果肉的超声波信号。

其基本组成是：高能低频的超声波脉冲接收器，一对超声波传感器，一套计算机系统用于数据接收和处理。

测量超声波衰减有两种方法：一种以时域为基础，另一种以频域为基础。

传感器被装在一个可移动的结构上方便两种方法进行。

两种方法中传感器轴的角度都是大约120o。

脉冲发生时接收器能够同时发射和接收从果皮传递而来的超声波信号，一个传感器用于发射，另一个用于接收。

脉冲超声波由发射传感器进入水果果皮，经过果肉组织，再由接收传感器捕获。