近年來，高品質(zhì)蘋果在市場上表現(xiàn)出一定競爭力。一般來說，外觀可以直觀反映蘋果質(zhì)量，損傷作為影響水果品質(zhì)的主要指標(biāo)之一，對保證蘋果品質(zhì)和利潤具有重要意義。

伴隨科技的發(fā)展與進(jìn)步，無損檢測技術(shù)開始應(yīng)用于水果品質(zhì)檢測中。使用較多的檢測技術(shù)有高光譜成像（HSI）、近紅外光譜、紅外熱成像、核磁共振等[5-8]。光譜分析和機(jī)器學(xué)習(xí)方法對于處理疾病檢測中的HSI數(shù)據(jù)至關(guān)重要，可提取和利用高維數(shù)據(jù)中包含的有效信息。

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檢測方法

1試驗材料

2022年11月上旬，在北京平谷蘋果產(chǎn)區(qū)，選擇大面積種植的具有代表性的蘋果樣本，共收集163個，涵蓋3個品種（紅富士、王林、國光）。

為避免蘋果表面的灰塵雜質(zhì)等對數(shù)據(jù)采集造成影響，采集高光譜圖像前將蘋果清洗，并用 75%酒精對其表面進(jìn)行消毒去污，置于常溫室內(nèi)備用。

2高光譜圖像采集

蘋果放置室內(nèi)12h后，采集樣本的高光譜圖像。高光譜圖像采集系統(tǒng)由1個暗箱、1個升降平臺、2個75W鹵鎢燈、2臺風(fēng)扇、1個高光譜成像儀和1臺計算機(jī)組成，高光譜成像系統(tǒng)示意圖如圖1所示。高光譜相機(jī)可以檢測176個波長，在395.9~998.1 nm范圍內(nèi)均勻分布，分辨率為4nm。蘋果樣本和相機(jī)鏡頭之間的距離為500mm，鏡頭直徑為25 mm。圖像的空間分辨率為1 000 x 1000，所有圖像均通過水果的輻射率與白色參考面板的輻射率校準(zhǔn)獲取絕對反射率。

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結(jié)論

本研究利用高光譜圖像技術(shù)檢測蘋果損傷進(jìn)行研究，對所獲得的高光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比值光譜分析，優(yōu)選特征敏感波長（528 nm 和 676nm），利用該兩波段組合光譜特征指數(shù)增強下的圖像，通過ISODATA無監(jiān)督分類圖像處理技術(shù)可以有效檢測蘋果表面的損傷區(qū)域。

本研究結(jié)果表明，基于528、676 nm的光譜反射率建立的NDSI對損傷區(qū)域及正常區(qū)域特征具有較強的區(qū)分能力。ISODATA 方法的蘋果損傷識別正確率為92.50%，該方法為現(xiàn)實復(fù)雜情景下檢測蘋果表面損傷提供了有效的解決方案，在水果生產(chǎn)和檢測的高通量表型分析中具有巨大潛力。

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