基于高光谱成像技术的沙金杏成熟度判别

来源：农业工程学报杂志2015年第11期北京时间：

作者：薛建新,张淑娟,张晶晶,

摘要：为了实现对不同成熟度沙金杏进行快速、准确识别的目的，该研究利用高光谱成像技术（400～1 000 nm）对沙金杏的成熟度进行了判别研究，利用高光谱成像系统分别采集了处于4种不同成熟阶段（七成熟、八成熟、九成熟和十成熟）的沙金杏共480个样本的高光谱数据。首先，对不同成熟阶段所有样本的可溶性固形物含量值进行测定和单因素方差分析，结果表明，可溶性固形物与成熟度之间存在相关性，其相关系数为0.9386，可用该指标对沙金杏的成熟度进行划分。然后，对光谱数据利用偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）模型提取得到9个特征波长（434、528、559、595、652、678、692、728、954 nm），对图像数据利用灰度共生矩阵（gray level co-occurrence matrix，GLCM）提取到6项图像纹理指标（均值、对比度、相关性、能量、同质性和熵），并对图像数据采用RGB模型提取到6项图像颜色指标（R、G、B分量图像的平均值和标准差）。将这三类指标进行最优组合并分别建立关于沙金杏成熟度判别的极限学习机（extreme learning machine，ELM）模型。结果表明：使用特征波长与颜色特征融合值建立的ELM模型的判别正确率最高，达到93.33%。该研究为沙金杏的成熟度在线无损检测提供了理论参考。

关键词：图像处理, 模型, 无损检测, 沙金杏, 成熟度, 高光谱成像技术, 极限学习机