[發明專利]一種高光譜圖像檢測桃果實冷害的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310409795.7
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103439270A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 潘磊慶;張嬙;屠康;張偉
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種基于高光譜技術無損檢測水果采后冷害的裝置和方法，屬于農產品采后品質檢測和控制的技術領域。?

背景技術

桃是深受廣大人民喜愛的水果之一。我國桃栽培區域廣泛，品種繁多，2007我國桃年產量達到了1600萬噸，居世界第一位，占世界鮮桃總產量的36％，出口卻不到世界總出口量的0.6％。一個主要原因是桃采后品質檢測與分級技術水平的落后，導致我國桃產業缺乏國際市場競爭力。因此，研究和開發桃采后品質檢測與分級技術顯得非常重要。冷害是造成桃果實采后品質下降的重要原因。冷害表現具有滯后性，即在冷藏條件下已造成冷害，只有當到達貨架條件一段時間才會表現出其冷害癥狀，此時造成的損失已無法挽回。因此，實現對初步冷害果實的檢測具有很大的經濟意義。?

人工分級對于內部缺陷只能通過抽樣進行破壞性檢測，被檢樣品失去商品價值，且整體的分級結果是由樣本的評定結果間接得到，正確率依賴樣本的選擇。需要在冷害發生初期及時進行監測和診斷，提出較早加工處理的方案，避免造成桃果實組織不可逆的傷害，從而降低損失，節約能源，保證桃的質量和品質。那么，研究高效、精確的農產品品質無損檢測技術，對推動農業的健康、持續發展，提高農產品交易價格，確保我國農業大國的地位，具有十分重要的現實意義。?

近年來，國內外學者對桃果實冷害的無損檢測做了相關研究，如反射光譜檢測油桃冷害[Lurie?S，Vanoli?M，Dagar?A，et?al.Chilling?injury?in?stored?nectarine?and?its?detection?by?time-resolved?reflectance?spectroscopy[J].Postharvest?Biology?and?Technology，2011，59：211-218.]、葉綠素熒光檢測水蜜桃冷害[王允祥，楊虎清，周存山，等利用葉綠素熒光預測水蜜桃果實冷害的研究[J].園藝學報，2008，35(7)：945-950.]、敲擊響應和近紅外檢測桃絮敗[Ortiz?C，Barreiro?P，Correa?E，et?al.Non-destructive?identification?of?woolly?peaches?using?impact?response?and?near-infrared?spectroscopy[J].Journal?of?Agricultural?Engineering?Research，2001，78(3)：281-289.]等，但是他們的研究多是針對桃果實冷害晚期時的特征提取和相關預測，而且檢測精度相對較低，也無法針對早期冷害進行監測，對現實生產的指示作用較弱。因此，利用高光譜成像技術對桃果實的早期冷害實現監測具有很大的生產意義。?

發明內容

技術問題?

本發明主要針對現有無損檢測方法對桃果實早期冷害檢測存在空白，以及增強無損技術實際應用價值的需求。利用高光譜成像技術，分析不同階段冷害桃果實圖像和光譜信息，提取響應的特征參數，并提出一種基于Fisher判別判斷冷害的方法，構建其識別模型。該方法，對于提升我國農產品品質檢測的自動化水平具有重要的意義和應用價值。?

技術方案?

1.一種基于反射和半透射高光譜圖像檢測桃果實冷害的裝置和方法，其特征在于，通過高光譜成像儀系統，獲取桃果實采后低溫貯藏不同冷害階段的反射和半透射高光譜圖像，分析冷害桃果實與正常果實的光譜值及圖像間的差異，提取響應的特征參數，在此基礎上優化確定反映桃果實冷害特征的變量集，建立基于Fisher判別方法對桃果實冷害判別的數學模型。?

2.如權利要求1所述的高光譜圖像檢測桃果實冷害的裝置，包括系統組成反射采集單元和半透射采集單元，其特征在于：?

1)系統組成，包括高光譜成像單元、直流可調光源、計算機和圖像采集軟件，整個裝置放置在密閉黑箱中。其中，高光譜成像單元由CCD攝像機(1)、圖像光譜儀(2)和焦距可變透鏡攝像頭(3)組成；直流可調光源(4)由150W的鹵素鎢燈及控制器構成，并由2個線性光纖導管(5)完成傳輸；計算機(6)型號為CPU?E5800，3.2GHz，內存2G，顯卡256M?GeForce?GT240；圖像采集軟件為自主開發的Spectral?Image軟件；?