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高光譜成像技術(shù)對甘薯損傷檢測與分析

更新時間:2024-07-20      點(diǎn)擊次數(shù):362

基于高光譜成像技術(shù)的甘薯損傷檢測與分析

   甘薯是世界上一種重要的作物,在我國的甘薯種植面積與產(chǎn)量均為世界超前。甘薯富含淀粉、多種維生素、膳食纖維、蛋白質(zhì)以及鈣、磷、鐵等無機(jī)鹽,具有延緩人體衰老等。然而甘薯的損傷問題是困擾著種植者與加工者的重要問題。甘薯的損傷主要包括病害等,具有損傷的甘薯會逐漸氧化腐爛,且會逐漸感染其他健康甘薯,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。利用高光譜成像技術(shù)將有缺陷的甘薯從健康甘薯中區(qū)分出來,可以預(yù)防甘薯之間的交叉感染,提高甘薯品質(zhì)。

                                                                                                             圖1 甘薯樣本圖

圖一.png


                                                                                                    圖2 采集流程

圖二.png

                                                   圖3 甘薯的光譜曲線(原始光譜、SNV預(yù)處理后的光譜與平均光譜)

圖三.png

分別采用MC-UVE、RF和SPA方法提取特征波長,如圖4所示?;谶@三種方法提取出的特征波長分別建立PLS-DA和LDA模型,均取得了較好的分類結(jié)果。

其中RF-PLS-DA模型表現(xiàn)*好,總的判別準(zhǔn)確率高達(dá)92.86%,健康、凍死、病害三類分別的判別準(zhǔn)確率為97.14%,94.29%和87.14%。LDA分類模型的預(yù)測結(jié)果,

以三維散點(diǎn)圖的形式呈現(xiàn)在圖5中。


                                                                                                                              圖4 提取特征波長

圖四.png

                                                                         圖5 LDA模型的三維散點(diǎn)圖(MCUVE-LDA模型,RF-LDA模型和SPA-LDA模型)


圖五.png

                             結(jié)果表明:利用高光譜成像技術(shù)可以鑒別健康甘薯和病害甘薯,為甘薯的存儲與加工提供了理論依據(jù),為提升甘薯產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供幫助。 

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