高光谱成像结合BP网络无损检测李子的硬度

来源：激光与红外杂志2019年第8期北京时间：

作者：孟庆龙

单位：1.贵阳学院食品与制药工程学院,贵州 贵阳 550005；2.贵阳学院农产品无损检测工程研究中心,贵州 贵阳 550005；

摘要：以“红”李子和“青”李子为研究对象,提出了基于高光谱成像技术结合误差反向传播(error Back Propagation,BP)网络无损检测李子硬度的方法。采用高光谱图像采集系统获取了李子样本的高光谱图像,并提取了感兴趣区域的平均光谱反射率；综合比较了不同光谱预处理方法(一阶导数(derivative)、标准正态变换(SNV)和多元散射校正(MSC))对BP网络模型检测效果的影响；并利用主成分分析方法对预处理后的光谱数据进行降维,以提取能反映李子硬度的特征光谱。研究结果表明:derivative预处理后的光谱具有较好的李子硬度校正能力(RC=0.939,RMSEC=0.153),而SNV预处理后的光谱具有较好的李子硬度预测能力(RP=0.723,RMSEP=0.580)；采用主成分分析法选择了累计贡献率超过99.99 %的主成分作为样本集特征光谱数据,很好地实现了光谱数据的降维,提升了BP网络模型的运行效率。这表明高光谱成像技术结合BP网络可实现李子硬度的无损检测。

关键词：遥感;无损检测;高光谱成像;BP网络;李子;硬度

基金资助：国家自然科学基金项目(No.61505036)；贵州省科技计划项目(No.黔科合基础［2019］1010)；贵州省普通高等学校工程研究中心(No.黔教合KY字［2016］017)；贵阳市科技局贵阳学院专项资金(No.GYU-KYZ〔2018〕01-08)资助