高光譜相機(jī)解決方案

  • 基于高光譜成像技術(shù)的鮮棗裂紋的識(shí)別研究

  • 信息來(lái)源：彩譜品牌廠家   瀏覽次數(shù)：73    發(fā)表時(shí)間：2023-05-20
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           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）。
           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(zhǎng)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(kāi)裂加速了鮮棗腐爛變質(zhì)，降低果實(shí)的商用價(jià)值。目前主要采用手工剔除裂棗，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且對(duì)人工挑選的要求較高。因此，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)鮮棗裂紋對(duì)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(cè)領(lǐng)域，不僅可以定量檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)，還能對(duì)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(duì)鮮棗的裂紋進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。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(duì)判別模型進(jìn)行評(píng)判，最終選用最優(yōu)模型下敏感波段對(duì)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(duì)鮮棗裂紋進(jìn)行定性判別和定量檢測(cè)。運(yùn)用PLSR回歸系數(shù)、SPA和圖像PCA來(lái)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(píng)價(jià)判別模型，表明PLSR-LS-SVM模型對(duì)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(duì)最能表現(xiàn)鮮棗裂紋特征的PC4圖像進(jìn)行裂紋信息的識(shí)別，定量地檢測(cè)出裂紋在鮮棗的位置、大小信息特征，并將鮮棗裂紋識(shí)別模型及算法應(yīng)用于另外8個(gè)樣本，同樣也得到了較好的識(shí)別效果，這為鮮棗裂紋的檢測(cè)儀器開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
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