高光譜成像技術(shù)可識別鮮棗裂紋
發(fā)布時間:2023-10-27
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鮮棗在成熟期由于降雨,果皮水溶性果膠的增加使得果皮生長應(yīng)力降低,當(dāng)果肉迅速膨脹,導(dǎo)致果皮出現(xiàn)裂紋。鮮棗的果皮開裂加速了鮮棗腐爛變質(zhì),降低果實(shí)的商用價值。目前主要采用手工剔除裂棗,不僅費(fèi)時費(fèi)力,而且對人工挑選的要求較高。因此,快速、準(zhǔn)確地檢測鮮棗裂紋對于提高水果品質(zhì)具有重要的意義。
鮮棗在成熟期由于降雨,果皮水溶性果膠的增加使得果皮生長應(yīng)力降低,當(dāng)果肉迅速膨脹,導(dǎo)致果皮出現(xiàn)裂紋。鮮棗的果皮開裂加速了鮮棗腐爛變質(zhì),降低果實(shí)的商用價值。目前主要采用手工剔除裂棗,不僅費(fèi)時費(fèi)力,而且對人工挑選的要求較高。因此,快速、準(zhǔn)確地檢測鮮棗裂紋對于提高水果品質(zhì)具有重要的意義。高光譜成像(HSI)集光譜和數(shù)字圖像信息于一體。目前,該技術(shù)廣泛在應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品檢測領(lǐng)域,不僅可以定量檢測農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì),還能對農(nóng)產(chǎn)品的外部特征進(jìn)行定性分析……
本研究采用高光譜成像技術(shù)對鮮棗的裂紋進(jìn)行定性和定量檢測。在獲取鮮棗高光譜數(shù)據(jù)后,提取相關(guān)感興趣區(qū)的平均光譜,并采用PLSR,SPA和圖像PCA分析得到鮮棗裂紋敏感波段,建立鮮棗裂紋判別的LS-SVM模型以及用ROC 曲線對判別模型進(jìn)行評判,最終選用最優(yōu)模型下敏感波段對應(yīng)的光譜圖像進(jìn)行分析,以獲取鮮棗裂紋的位置、大小信息
采用高光譜成像技術(shù)對鮮棗裂紋進(jìn)行定性判別和定量檢測。運(yùn)用PLSR回歸系數(shù)、SPA和圖像PCA來提取鮮棗裂紋敏感波段,采用LS-SVM 建立鮮棗裂紋判別模型以及采用ROC曲線評價判別模型,表明PLSR-LS-SVM模型對鮮棗裂紋判別效果最佳。運(yùn)用該模型敏感波段下的圖像進(jìn)行PCA分析,對最能表現(xiàn)鮮棗裂紋特征的PC4圖像進(jìn)行裂紋信息的識別,定量地檢測出裂紋在鮮棗的位置、大小信息特征,并將鮮棗裂紋識別模型及算法應(yīng)用于另外8個樣本,同樣也得到了較好的識別效果,這為鮮棗裂紋的檢測儀器開發(fā)提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
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