農(nóng)業(yè)行業(yè)
本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。
山楂具有很高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值。既可以深加工成果粉和果飲等產(chǎn)品；又對(duì)高脂血癥和心腦血管系統(tǒng)有重要的藥用價(jià)值。然而損傷和蟲害的存在嚴(yán)重影響了山楂的產(chǎn)量和品質(zhì)，損傷是指采摘或運(yùn)輸過(guò)程中受到撞擊或擠壓而引起的，此區(qū)域在儲(chǔ)存期間后會(huì)受到病菌的侵害，最終導(dǎo)致果實(shí)腐爛等；蟲害由桃小食心蟲等引起，其幼蟲蛀入果實(shí)后，形成針孔大小的入果孔，果里面有微量水珠狀膠，幼蟲在果內(nèi)串食，果內(nèi)充滿糞便，所以有必要對(duì)損傷和蟲害缺陷樣本進(jìn)行研究。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，利用人工將損傷和蟲害的樣本剔除，不僅耗時(shí)且效率低下，因此迫切需要一種能夠快速、準(zhǔn)確識(shí)別出山楂損傷和蟲害的方法。高光譜成像技術(shù)是一種光譜和圖像的融合技術(shù)，具有分辨率高、波段多等特點(diǎn)，近年來(lái)其在水果檢測(cè)方面應(yīng)用廣泛。
基于高光譜成像技術(shù)從定性分析和特征識(shí)別兩個(gè)角度，對(duì)山楂的損傷和蟲害區(qū)域進(jìn)行識(shí)別研究。主要研究結(jié)論：
（1）運(yùn)用SNV-PLSR-LS-SVM方法對(duì)山楂的損傷、蟲害、完好、花萼和果梗五個(gè)區(qū)域的測(cè)試集光譜數(shù)據(jù)（共57個(gè)）識(shí)別效果最好，正確率為91.23%。
（2）采用PCA進(jìn)行10條特征波段下單波段圖像的數(shù)據(jù)壓縮，然后分別采用"sobel"算子和區(qū)域生長(zhǎng)算法"Region-grow"識(shí)別出山楂的邊緣與缺陷特征區(qū)域。特征識(shí)別得出單損傷、單蟲害和損傷及蟲害樣本的識(shí)別率為95.65%，86.67%和100%。
定性分析和特征識(shí)別兩者都達(dá)到識(shí)別山楂損傷和蟲害的目的。本研究可以為山楂在線檢測(cè)設(shè)備提供理論支持和依據(jù)。但對(duì)于花萼中存在蟲害，其樣本誤判率比較高的問(wèn)題，以及果梗、花萼與山楂主體的不同，有必要繼續(xù)研究以完善對(duì)山楂損傷和蟲害的識(shí)別。
