基于高光谱漫透射成像整体检测番茄可溶性固形物-IngentaConnect.PDF

第 29 卷 第 23 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.23 2013 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2013 247 基于高光谱漫透射成像整体检测番茄可溶性固形物含量 张若宇 1,2 ，饶秀勤 1,3 ，高迎旺 1,3 ，胡 栋 1,3 ，应义斌 1,3※ （1. 浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州 310058 ； 2. 石河子大学机械电气工程学院，石河子 832000 ； 3. 农业部设施农业装备与信息化重点实验室，杭州 310058 ） 摘 要：为了实现番茄可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）的有效检测，提出高光谱漫透射成像检测 方法，对比该成像方式下不同姿态（果脐端面姿态 BS 、赤道圆周 3 姿态 C1、C2、C3 以及组合姿态C1C2C3 ）的 检测效果。首先对采集的不同姿态光谱图像，通过剪裁消除图像边缘噪声。针对圆周赤道面姿态 C1、C2 和 C3， 进行了拼接处理，获得组合姿态图像 C1C2C3 。其后对以上 5 种姿态图像进行单波段背景分割，获取目标区域， 并统计不同姿态下番茄漫透射平均光谱。最后利用漫透射光谱结合偏最小二乘回归（partial least squares ，PLS ） 方法，对番茄 SSC 分别在 450～720、720～990、450～990 nm 3 个波段进行定量分析。结果表明，组合姿态 C1C2C3 在 3 个波段区域上整体检测效果优于单个姿态的检测效果，其模型验证集均方根误差（root mean squared error of prediction ，RMSEP ）分别为0.299%、0.133%、0.151% ；相关系数r 分别为 0.42，0.89，0.90 。说明利用高光谱漫 p 透射成像，获取组合姿态光谱图像，可以有效检测番茄 SSC。 关键词：图像技术，光谱分析，果实，高光谱漫透射成像，成像姿态，番茄，可溶性固形物 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.23.034 中图分类号：TP751 ；S641.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-23-0247-07 张若宇，饶秀勤，高迎旺，等. 基于高光谱漫透射成像整体检测番茄可溶性固形物含量[J]. 农业工程学报，2013， 29(23)：247－252. Zhang Ruoyu, Rao Xiuqin, Gao Yingwang, et al. Inspection of soluble solid content for tomatoes in different positions based on hyperspectral diffuse transmittance imaging[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(23): 247 －252. (in Chinese with English abstract) 深层信息，还可以避免其形状大小及果核的影响。 0 引 言 虽然近红外光谱能较好地表征果蔬内部品质信息， 番茄（Lycopersicum esculentum Mill. ）因其营养 但是这