[發明專利]一種柑橘早期腐爛的透射成像檢測方法

有效

• 申請號: 201911192624.7
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111060471B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 田喜;李江波;黃文倩;劉宸;樊書祥
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;G01N21/359;G06T7/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 麻雪梅

本發明涉及光譜檢測技術領域，公開了一種柑橘早期腐爛的透射成像檢測方法，包括：S1，采集待測柑橘的全透射式高光譜圖像；S2，對全透射式高光譜圖像進行主成分分析，獲取第二、第三主成分灰度圖像PC2、PC3；S3，對PC3進行腐爛區域的圖像分割，獲取第一腐爛區域分割圖像M1，對PC2進行果梗區域的圖像分割，獲取第一果梗區域分割圖像M2；S4，獲取第二果梗區域的分割圖像M3，將M1中與M3相重合的區域圖像移除，以得到表征腐爛區域的目標識別圖像M4；本發明實現了對透射式高光譜圖像中柑橘的早期腐爛區進行快速準確地識別，提高了對柑橘腐爛缺陷的檢測精度與檢測效率，并具有普遍的適用性。

技術領域

本發明涉及光譜檢測技術領域，特別是涉及一種柑橘早期腐爛的透射成像檢測方法。

背景技術

柑橘風味獨特，營養豐富，深受消費者喜愛。我國是世界上第一大柑橘生產國，然而，柑橘成熟期高度集中，針對柑橘的有效貯運保鮮技術研究還比較落后，每年柑橘在貯運過程中的腐爛率高達25％～30％，造成了巨大的經濟損失。新鮮水果采后貯藏中品質惡化受多種因素影響，但腐爛是柑橘采后貯藏面臨的最嚴重問題，與其它常見的外部缺陷(如疤痕、潰瘍、蟲傷等)不同，腐爛果會以極快的速度在周圍傳播，引起大批柑橘腐爛感染，造成更大的經濟損失。因此，快速識別和檢測柑橘的腐爛部位，這對水果的品質分級和商品價值十分重要。

傳統的腐爛柑橘篩選主要是靠人工判別，工作量大、耗時長、易遺漏，如何在柑橘分級裝箱的生產線中實現快速檢測，是當前亟待解決的關鍵問題。

基于RGB彩色相機的機器視覺檢測技術在柑橘外部缺陷檢測中應用較多，然而，柑橘在發生早期腐爛時，腐爛發生部位的表皮顏色與正常果皮顏色幾乎一致，傳統的RGB相機對這種表皮缺陷無能為力，難以有效識別。早期研究發現，在柑橘表皮的油腺中含有一種名為多甲氧基黃酮的橘皮素，這種成分在柑橘腐爛時被釋放，在紫外光的照射下會激發出黃色的可見熒光，該熒光很容易被眼睛或者RGB成像系統檢測到。Blasco等人利用柑橘的紫外誘導熒光現象，結合傳統RGB相機發明了一套柑橘腐爛檢測系統(Blasco,J.,Aleixos,N.,Molto,E.(2007).Computer vision detection of peel defects in citrus by meansof a region oriented segmentation algorithm.Journal of Food Engineering,81(3),535-543.)。然而，紫外誘導熒光成像技術也具有其局限性。一方面，長期接觸紫外光，易對操作人員造成損害；另一方面，丑橘等柑橘品種在紫外光照射下所產生的熒光強度微弱，限制了紫外誘導熒光成像技術的適用范圍。

高光譜成像技術可以同時獲取樣本的光譜和圖像信息，結合光譜和圖像處理算法完成目標檢測，是一種全新的品質檢測技術。根據樣品、光源和探測器的相對位置，高光譜成像技術可分為漫反射和透射兩種檢測模式。