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[目的]以新疆红富士苹果为研究对象,探讨应用高光谱图像技术对其着色面积进行的研究方法.[方法]对852/713双波段比图像作阈值分割,以及形态学开运算去除果梗区域,提取色调H灰度图像对应去除果梗的二值图像像素值为1的累计频度值,依据AdaBoost算法将15个BP神经网络弱分类器训练组成强分类器,对苹果的着色面积进行分类.[结果]采用AdaBoost_NN对苹果着色面积的分级与人工分级一致率达到97.7;.其中45个优等果有2个被错分为一等果,27个等外果有1个被错分为二等果.[结论]利用高光谱图像技术提取的特征波长图像能够很好的对苹果着色面积进行分级,为今后多光谱成像技术在线分析苹果品质奠定研究基础. 相似文献
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基于高光谱成像技术的新疆冰糖心红富士苹果分级和糖度预测研究 总被引：5，自引：0，他引：5
对新疆冰糖心红富士苹果采用高光谱成像技术进行分级和糖度预测研究.在糖度预测分析中,使用正交试验设计方法确定影响预测效果的主要因素是预测回归方法、光谱预处理方法和波长合并,次要因素是光谱校正处理方法、数据类型和实测值归一化处理.提取平均光谱,经过白板校正,采用一阶微分光谱预处理,10个波长的光谱合并,基于多元线性回归方法建立苹果糖度的预测模型,其验证集苹果糖度的预测模型相关系数为0.911,预测均方根误差为0.76％ Brix,相对分析误差为2.44.在分级研究中,选择712 nm波长图像,Gamma灰度变换增强图像,大津算法阈值确定后分割图像,基于形态学处理剔除果梗区域,提取苹果分割后区域的面积、充实度、周长、平均灰度等特征,采用二次判别分析分级苹果,验证集苹果分级准确率达到89.5％.结果表明,高光谱图像技术既能够准确预测新疆冰糖心红富士苹果糖度品质,也可以用于基于外部品质特征的分级研究. 相似文献
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对不同含水量粳稻谷T_2峰面积和MRI图像的定量分析 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】水分含量是影响粳稻谷储藏、干燥的主要因素之一,探讨粳稻谷的反演峰与其含水量的数学关系式,通过提取MRI图像灰度值,拟合灰度值与含水量的数学方程,为快速测定粳稻谷水分提供新方法并为分析粳稻谷水分状态和分布提供新思路。【方法】将粳稻谷含水量分别调节为14.963%、15.830%、16.232%、16.299%、18.340%、19.581%、20.707%、22.290%和24.259%,平衡水分之后基于低场核磁(LF-NMR)技术采集不同含水量的粳稻谷数据,利用低场核磁自带CONTIN程序对数据进行定性反演和成像,对不同反演峰进行定量分析,拟合出粳稻谷含水量与其T21峰、T22峰之间的数学关系式,使用MATLAB软件对不同含水量粳稻谷MRI图像进行灰度值采集,并将灰度值与水分进行方程拟合,探究LF-NMR数据与水分的内在关系。【结果】不同含水量粳稻谷的不同反演峰的峰值时间是相对稳定的,但随着含水量的增加,粳稻谷水质子的自由度增高,峰值时间略微增大。利用线性拟合得到粳稻谷含水量与其低场核磁反演峰T21峰面积的拟合方程为y=0.0013x-2.0938(r2=0.9984,P0.01);含水量低于16%的粳稻谷T22峰不出现,粳稻谷含水量较高时,T22峰面积随着水分含量的增加而不断增大,并且具有显著的相关性(P0.01),拟合方程为y=0.0082x+16.074(r2=0.9817),T23的峰面积随着粳稻谷含水量的增加不断减小。当粳稻谷含水量不断增高,图像平均灰度值则不断降低,对图像的平均灰度值进行回归分析,得到回归方程y=-2.251x+42.712(r2=0.861),利用MATLAB R2014a软件对图像灰度数据进行采集、分析,建立图形发现低水分含量粳稻谷图像的灰度级比高水分含量粳稻谷图像灰度等级跨度大;但同一灰度等级下,高水分含量粳稻谷的灰度像素出现频率比低水分含量灰度像素出现频率高。体现了高水分粳稻谷整体质子密度和质子信号强度较为均匀,而低水分粳稻谷的质子密度和质子信号强度均匀性较差,证明了水分过低时稻谷内部的水分分布的不均匀性,结合MRI图像可知低水分稻谷水分主要集中在胚部和背部,而高水分粳稻谷内部水分分布较为均匀。【结论】粳稻谷的含水量与低场核磁数据具有极高的相关性,可以利用LF-NMR技术快速检测粳稻谷水分含量和水分分布,通过粳稻谷MRI图像可以直观观测粳稻谷内部水分状态。 相似文献
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为了探讨水果种子不同活力等级的判别方法,以西瓜种子为研究对象,建立基于偏最小二乘判别（PLS-DA）、极限学习机（ELM）的高光谱图谱信息种子活力判别模型。首先,提取光谱信息,建立西瓜种子活力等级的光谱定性分析模型,结果表明,特征变量筛选方法 UVE（无信息变量消除）结合建模方法PLS-DA得到的效果较好,分类正确率为100.00%,相关系数为0.86。其次,选取图像PC1权重系数,提取波长点为685、790、826、836、855 nm的特征图像,计算平均灰度值,建立基于图像特征的种子活力等级定性分析模型。结果表明,PLS-DA的误判率为6.67%,相关系数为0.85,优于ELM检测模型的误判率（10.00%）和相关系数（0.83）。高光谱成像技术的光谱和图像信息都能较好区分种子的活力等级,但基于光谱信息建立的判别模型优于基于图像特征建立的判别模型。 相似文献
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为了快速、准确、无损地对糯玉米种子分类,采用可见-近红外(400～1000 nm)高光谱成像仪对5种糯玉米种子进行数据采集,使用一阶中心差分联合SG平滑对糯玉米种子的原始光谱数据进行预处理去噪,通过自优化竞争性自适应重加权采样算法筛选出56个重要的特征波段,同时采用灰度共生矩阵和Sobel算子提取糯玉米种子的相关性、能量、同致性、相关熵、灰度熵和梯度熵等6种纹理特征,将光谱特征与纹理特征融合后构建支持向量机分类模型,分别用350个训练样本、150个测试样本和50个预测样本对模型进行训练、测试和预测分类,相应得到了准确率为98.50%、95.92%和94.00%的最佳结果,表明利用高光谱成像技术对糯玉米种子分类是可行的。 相似文献
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针对直方图均衡化方法增强图像时往往会同时增强噪声的问题,提出了一种新混合增强算法:首先对图像进行直方图均衡;然后对经直方图均衡处理后的图像做梯度锐化;最后将锐化后的图像进行灰度扩展,增大图像对比度。选取X射线成像和卫星图像作为待处理图像,分别用2种不同的方法以及笔者提出的方法对其进行处理,然后将处理后的图像进行对比。试验结果表明,该混合算法比其他几种方法效果更好,不仅增加了动态范围,增强了对比度,还丰富了图像细节,而且不会增强噪声。同时还分别用4邻域对比度、8邻域对比度、平均灰度和方差这4个参数对原图和处理后的图像进行对比。从对比结果可见,该算法可以显著提高图像对比度;对于整体灰度较低的图像,该算法还可以提高图像整体灰度;从方差对比结果来看,经该算法处理后,图像质量得到显著提高。 相似文献
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[目的]黄龙病是柑橘植被生长过程中由细菌引起的一种病变,严重影响着柑橘的食用品质,且传染性较大.激光诱导击穿光谱技术是一种多元素检测和分析的有效手段.基于等离子体反演的三维图像中富含大量的元素信息,可以为柑橘中黄龙病斑纹的识别提供依据.[方法]以等离子体光学检测技术为背景,着重研究了局部热平衡条件下的等离子体三维成像及平均贡献率物理模型,构建了柑橘果皮表面黄龙病斑纹的识别系统.在被激发的等离子体复合系统中,结合光谱线强度信息,以K元素为内标元素分析了其余元素在测量区域内的含量.借助激光诱导击穿光谱技术,采集了不同延迟时间的等离子体三维图像.根据量子力学理论中微观粒子运动形式的不连续性提取了平均贡献率.将Ca元素作为分析参量,计算了在等离子体三维空间中的平均贡献率值,对识别方法进行了验证和分析.[结果]在各延迟时间点处,根据内标法和采集三维图像可知果皮表面等离子体信号存在明显的不同.与原始光谱数据相比,等离子体三维成像的差异更加鲜明,信号对比也更加突出.在各采集点处,黄龙病果皮中Ca元素的平均贡献率都明显大于健康果皮,并且在等离子体能量最大时差异最大.[结论]黄龙病等离子体在前期发射强度大于健康果皮等离子体发射强度,同时等离子体寿命更长,相比于健康柑橘更晚开始坍缩消失.利用等离子体三维成像技术可以精确地对感染黄龙病的柑橘进行识别,并且在等离子体能量最强时效果最佳,这一特征可以为最佳等离子体信号的采集提供依据. 相似文献
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以阳生植物月季、玫瑰和阴生植物酢浆草、半夏为试验材料,利用IMAGING-PAM MINI版WALZ新型调制叶绿素荧光成像系统和QE65000光谱仪对4种植物叶片的叶绿素荧光参数和荧光光谱进行了测定,分析了阴生植物与阳生植物光化学活性与荧光光谱的差异.结果表明,与阳生植物相比,阴生植物叶片测定的叶绿素荧光参数中,光合系统Ⅱ的实际光化学效率、原初光化学效率和电子传递速率较高,而调节性能量耗散的光化学效率、非调节性能量耗散的光化学效率、光化学性能指数、最大荧光值和初始荧光值均较低;4种植物在650～800nm波长处的荧光光谱图形相同,最高峰均出现在680 nm附近,在735 nm处伴有一弱峰出现,并且阳生植物的Fp680/Fp735比阴生植物低. 相似文献
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为考察紫外光谱预测模型在烟叶感官品质评价方面的应用,用石油醚、氯仿、乙醇、蒸馏水依次提取烟叶,获得烟叶4个溶剂部位提取物紫外可见光谱,通过感官评吸获取烟叶感官品质得分,利用吸收峰吸光度值和烟叶感官品质得分建立烟叶品质评价的紫外光谱预测模型.结果表明,采用逐步回归法建立的烟叶品质评价紫外光谱预测模型Y=153.024-171.645X3-72.965X5+88.474X6,F和R2值分别为19.432和0.894,模型预测效果检验误差小于10％的样品占81.82％,表明建立的模型用于烟叶感官品质评价具有一定可行性. 相似文献
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【目的】研究糖心苹果的品质特征,旨在明确贵州高海拔区苹果糖心现象形成特点和机制,为糖心苹果生产提供理论依据。【方法】以黔选3号苹果为试材,比较贵州高海拔区4个发育时期（果实膨大前期S1、可采成熟期S2、食用成熟期S3和生理成熟期S4）果实品质指标,以及果实糖心组织与非糖心组织的糖组分含量、矿质元素和山梨醇代谢相关酶活性差异,并对果肉组织石蜡切片进行分析。【结果】苹果果实纵径和横径在S1~S3时期显著增加（P<0.05,下同）,S3时期较S1时期分别增加22.37%和22.67%;S1时期无糖心形成,S2时期后56%以上的果实均有糖心,S3和S4时期的糖心果率差异不显著（P>0.05,下同）,但糖心指数差异显著;果实糖心果率和糖心指数与采摘时期、单果质量、果实含水率、可溶性固形物（SSC）含量及果皮a*值呈极显著正相关（P<0.01,下同）,与去皮硬度呈显著负相关,与L*值和b*值呈极显著负相关。S2~S4时期糖心组织中果糖、葡萄糖和蔗糖含量均低于非糖心组织,而山梨醇含量显著高于非糖心组织,其含量是非糖心组织的1.10~1.92倍;S2~S4时期糖心组织中SDH活性呈波动降低的趋势,仅S3时期糖心组织与非糖心组织差异达显著水平,非糖心组织中SDH活性也逐渐降低;SOX活性在非糖心组织呈降低趋势,S2~S4时期糖心组织与非糖心组织间均差异显著;成熟果实糖心组织中Ca含量显著高于非糖心组织,是非糖心组织的1.80~2.79倍,K含量除S4时期外,也表现为糖心组织含量高于非糖心组织;Fe和Zn含量除S4时期外,糖心组织含量均低于非糖心组织;Mg含量除S2时期外,糖心组织含量均高于非糖心组织;Cu含量在糖心组织和非糖心组织中均呈下降趋势,但糖心组织Cu含量低于非糖心组织;生理成熟期果实糖心组织和非糖心组织细胞完整,未出现细胞组织破碎现象;2016—2018年9—11月昼夜温差18.43~23.34℃。【结论】贵州高海拔区域苹果成熟期昼夜温差大,叶片输送的山梨醇不能及时转化,从而在果心部位大量积聚,是导致糖心现象的主要原因。 相似文献
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采用静态顶空(SHS)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,分析了富士苹果0℃贮藏过程中香气成分的变化。结果表明:①套袋导致富士苹果采收时香气物质相对百分含量降低。套双层袋富士苹果采收时香气物质相对百分含量平均为85.53%,而不套袋的对照为92.19%;②0℃贮藏下随着时间的延长,套袋和不套袋富士苹果果实香气物质的相对百分含量均比采收时升高,但两种纸袋间差异不显著。贮藏60d时套袋果实香气物质的相对百分含量上升为94.79%,不套袋果实为98.02%,贮藏120d时套袋果实香气物质的相对百分含量上升为97.8%,不套袋的果实为98.05%;③0℃贮藏过程中套袋和不套袋果实香气物质的种类均呈先升高后降低的趋势;④采收和贮藏过程中,套袋果实的酯类、醇类物质相对百分含量明显低于对照。 相似文献
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Hyperspectral scattering images between 600 nm and 1000 nm were acquired for 580 ‘Delicious’ apples for mealiness classification. A locally linear embedding (LLE) algorithm was developed to extract features directly from the hyperspectral scattering image data. Partial least squares discriminant analysis (PLSDA) and support vector machine (SVM) were applied to develop classification models based on the LLE, mean-LLE and mean spectra algorithms. The model based on the LLE algorithm achieved an overall classification accuracy of 80.4%, compared with 76.2% by the mean-LLE algorithm and 73.0% by the mean spectra method for two-class classification (i.e., mealy and nonmealy) coupled with PLSDA. For the SVM models, the LLE algorithm had an overall classification accuracy of 82.5%, compared with 79.4% by the mean-LLE algorithm and 78.3% by the mean spectra method. Hence, the LLE algorithm provided an effective means to extract hyperspectral scattering features for mealiness classification. 相似文献
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香蕉在采后贮运过程极易受致病菌侵染腐烂,实现香蕉果实(以下简称蕉果)致病菌侵染程度的判别有利于潜在染病果实的及时检出和采取科学的防控措施.以腐皮镰孢菌(Fusarium solani)侵染的蕉果为对象,通过采集致病菌侵染不同阶段的蕉果的近红外光谱(930～1 650 nm)数据,基于全波段数据,对比不同光谱预处理方法对模型的影响后,分别建立了基于原始光谱的主成分-支持向量机判别模型(Principal component analysis-support vector machine classification, PCA-SVM)与偏最小二乘判别(Partial least squares discriminant analysis, PLSDA)模型,均取得了较好的判别效果,其验证集的判别准确率分别为83.33%和76.67%.利用竞争自适应重加权采样(Competitive adaptive reweighted sampling, CARS)算法进一步筛选出10个特征波长变量(1 117.5、1 140.7、1 146.4、1 255.5、1 284.0、1 312.5、1 403.2、1 493.2、1 498.8和1 621.5nm),分别应用SVM与PLSDA建立了基于特征波长的致病菌侵染程度判别模型,CARS-SVM模型判别效果优于CARS-PLSDA模型,训练集与验证集判别准确率分别为84.78%和78.57%.结果表明,近红外光谱技术可较好地用于判别香蕉病菌侵染过程与程度. 相似文献
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【目的】 研究最适宜阿克苏地区“冰糖心”苹果的贮藏条件。【方法】 以新疆阿克苏地区苹果为材料,监测不同贮藏条件下苹果的糖心消失及褐化的过程中,各项果实品质指标的变化情况。【结果】 贮藏100 d后,温度4℃,打孔条件下的果实糖心率、糖心指数显著高于、褐化指数显著低于其他贮藏条件;不同贮藏条件下果实的PPO(Polyphenol oxidase)活性、乙醇、甲醇和乙醛含量的变化情况没有显著性差异;果实的糖心指数与硬度、可溶性固形物、有机酸、PPO活性呈正相关关系。【结论】 温度4℃,打孔是最有利于新疆阿克苏地区糖心苹果贮藏的条件。 相似文献
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以套袋红富士苹果为试材,部分样品贮藏前用保鲜剂1-MCP进行了处理,以不套袋红富士果实为对照,测定了果实在冷藏条件下的硬度及相关酶的变化,目的在于探讨套袋红富士苹果贮藏过程中硬度与相关酶的变化,为套袋红富士苹果的贮藏提供依据。结果表明：随着贮藏时间的延长,红富士硬度均呈降低趋势,套袋果实降幅小于对照。在0℃贮藏条件下,套袋红富士苹果的硬度及相关酶与对照果实变化趋势无明显差异,但套袋果实抗氧化酶活性、MDA含量与对照有差异。贮藏结束时,红富士套双层内红袋、双层内黑袋果实MDA含量分别为对照果实的79.3%、84.5%,SOD活性分别是对照的1.28倍、1.24倍,CAT活性分别是对照的1.26倍、1.28倍,而其POD、ACS、ACO活性均低于对照。1-MCP显著抑制了红富士果实贮藏期间果实硬度的降低、MDA含量的升高和抗氧化酶活性的变化。 相似文献
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金露梅株丛的植物量及其空间分布的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了东祁连山金露梅株丛的植物量形成规律,空间分布特点及其与立地类型的关系。结果表明,地上植物量８月底最高,６月生长最快,１０月凋落速度最快。年凋落量是年增量的７２％左右。株丛植物量Y与株丛分枝数Ｘ１、丛高Ｘ２、株丛投影面积Ｘ３成正相关关系,可用多元线性回归方程Ｙ干质量＝－３２５.３４６十１０．４２１Ｘ2＋０.１１０Ｘ３（ｒ＝０.８５７,Ｐ＜０.０１）或Ｙ鲜质量＝２１０.６３７＋７.２１８Ｘ1＋１.４００Ｘ２＋０．０８７Ｘ３（ｒ＝０．８７２．Ｐ＜０．０１）来估测,估测精度分别为９１．２％和９５.８％。地上植物量的８０％分布于０～３０ｃｍ高度内,地下植物量的８５％集中分布于０～２０ｃｍ的土层中。株丛地下植物量３７８．９ｇ／ｍ２·ＤＭ是地上植物量３２６.６ｇ／ｍ２ＤＭ的１．２倍,地下部分所占空间是地上的３５～１０.２倍。不同立地条件下金露梅株丛的分枝数不同,单枝质量差异很大。 相似文献
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1 MCP与内源乙烯相互作用对富士苹果成熟的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以红富士苹果为试材,经过6h的低压低氧(HH,10kPa,1.5kPaO2)处理后,进行1-MCP熏蒸,通过测定贮藏(室温下)过程中生理指标的变化,探讨1-MCP与内源乙烯的相互作用对苹果贮藏过程中成熟的影响。结果表明,经HH处理后,内源乙烯体积分数(IEC)显著降低至对照水平的61.6%,其他各项指标与对照无显著差异;1-MCP和HH+1-MCP处理抑制果实硬度的下降,保持较高的可滴定酸含量,推迟呼吸和乙烯峰的出现,延缓果皮叶绿素的下降,诱导SOD、POD和CAT活性保持较高的水平,有效延缓苹果的后熟进程。研究表明苹果采后内源乙烯水平是影响1-MCP作用能力的重要因素。 相似文献
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苹果在线分级系统设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】根据苹果采摘机器人结构和作业特点设计与其配套的在线分级系统,满足实时分级需求。【方法】通过预分级机构剔除果径在等级外的苹果,减少视觉分级的无用功;利用力传感器获取苹果质量信息并确定质量等级;通过机器视觉技术实现苹果大小和腐烂面积的检测;借助Matlab和VS2008开发图像处理算法和界面控制程序;构建基于CAN总线的分布式控制网络。对苹果进行综合分级试验。【结果】苹果实际直径与检测直径的决定系数为0.990 3,实际质量与检测质量的决定系数为0.999 6,实际腐烂面积与检测腐烂面积的决定系数为0.985 5,综合分级成功率可以达到89.71%,连续分级时单果平均分级时间为2.89 s。【结论】该分级系统工作稳定,方便扩展,有较高的分级效率和分级精度,可以满足采摘机器人的实时分级需求。 相似文献