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摘要：本发明公开了一种基于太赫兹信号相位特征的水果内部物质检测方法，可应用于筛选后主要频率特征点的其频域相位信号与可溶性固形物、水分和糖分等水果内部物质存在关联的情况，通过拟合内部物质与特征信号的一元二次函数非线性关系对筛选后的主要频率特征点相位信息建立内部物质状况目标函数来得到相位特征与内部物质含量之间的关系，从而实现对水果内部物质的定量检测。

主权项：1.一种基于太赫兹信号相位特征的水果内部物质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设定在通过太赫兹波对某种水果的某批共计K个的样本集中某种内部物质进行检测时，水果k，k∈K的某种内部物质指征xi,k与筛选后的第i个主要频率特征点λi的频域相位信号yi,k存在的可拟合关系，其中ai、bi、ci分别为拟合关系的二次项系数、一次项系数和常数项，且该种内部物质状况xk可由表示，其中I为主要频率特征点的个数，wi为主要频率特征点的权重系数，且则为实现水果内部物质检测可通过变量wi、ai、bi、ci建立该批水果样本集的该种内部物质进行检测时拟合相位与实际相位的信号偏差加权平方和极小化的目标函数 考虑到该目标函数中存在限定条件可借助拉格朗日常数ρ将限定条件引入Hwi,ai,bi,ci，从而转化为求拟合相位与实际相位的信号偏差加权平方和极小化的等价目标函数 步骤2：将拟合相位与实际相位的信号偏差加权平方和极小化的等价目标函数中Gwi,ai,bi,ci,λ对wi求一阶导数和二阶导数，可得对应的一阶导数和二阶导数表达式： 明显可见二阶导数大于0，当设置一阶导数时，由此可通过优化wi可使Gwi,ai,bi,ci,ρ满足极小值条件，从而实现min{Gwi,ai,bi,ci,ρ}成立；可由和可得Gwi,ai,bi,ci,ρ满足极小值条件时主要频率特征点的权重系数wi的优化值表达式；步骤3：将拟合相位与实际相位的信号偏差加权平方和极小化的等价目标函数中的Gwi,ai,bi,ci,λ对ai,bi,ci分别求一阶导数和二阶导数，可得对应的一阶导数和二阶导数表达式： 明显二阶导数和大于0，当一阶导数时，由此可通过优化ai,bi,ci可使Gwi,ai,bi,ci,ρ满足极小值条件，从而实现min{Gwi,ai,bi,ci,ρ}成立；根据一阶导数可建立以下方程组： 令以及其中0≤m≤4，0≤n≤2，可知pm,qn0，则可将该方程组改写成矩阵形式 可令和对于P中元素状况可知满足P∈Rn×n非奇异的情况，可得Gwi,ai,bi,ci,ρ满足极小值条件时拟合关系的二次项系数ai、一次项系数bi和常数项ci的优化值表达式；步骤4：可将主要频率特征点的权重系数wi、二次项系数ai、一次项系数bi和常数项ci的优化值代入步骤4.1至步骤4.4的迭代过程来产生权重系数的实际值wi'、二次项系数的实际值ai'、一次项系数的实际值bi'和常数项的实际值ci'；步骤5：可将步骤4中迭代过程产生的主要频率特征点λi的权重系数的实际值wi'、拟合关系的二次项系数的实际值ai'、一次项系数的实际值bi'和常数项的实际值ci'用于需要检测的该种水果h的内部物质检测，通过相关检测设备可获取I个不同主要频率特征点λi的频域相位信号yi,h，则由拟合关系可得水果h的内部物质状况步骤4中，用于产生权重系数的实际值wi'、二次项系数的实际值ai'、一次项系数的实际值bi'和常数项的实际值ci'的步骤4.1至步骤4.4的迭代过程可描述为：步骤4.1：初始化过程中将作为权重系数的初始值，并通过实验测试出样本集中K个样本水果的主要频率特征点λi的频域相位信号yi,k以及内部物质状况xk，而后将代入二次项系数ai、一次项系数bi和常数项ci的优化值表达式从而得出二次项系数ai、一次项系数bi和常数项ci的初始值，同时迭代次数n置于0；步骤4.2：将二次项系数ain、一次项系数bin和常数项cin代入权重系数win的优化值表达式从而得到win+1；步骤4.3：将权重系数win+1代入二次项系数ai、一次项系数bi和常数项ci的优化值表达式从而得出二次项系数ain+1、一次项系数bin+1和常数项cin+1，此时迭代次数n置为n+1；步骤4.4：若满足和则输出win+1、ain+1、bin+1和cin+1作为权重系数的实际值wi'、拟合关系的二次项系数的实际值ai'、一次项系数的实际值bi'和常数项的实际值ci'并结束迭代过程，其中△为参数偏离比例门限，否则进入步骤4.2。

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