本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī),可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。FS13高光譜相機(jī)包含可見光(400-700nm)、近紅外(400-1000nm)和短波近紅外(900-1700nm)3種光譜區(qū)域,廣泛應(yīng)用于印刷,紡織等各種工業(yè)制品的表面顏色紋理檢測(顏色測量單像素重復(fù)性可達(dá)dE*ab<0.1),成分識別,物質(zhì)鑒別,機(jī)器視覺,農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等領(lǐng)域。
新疆果品分級一般在采收地進(jìn)行,主要采用人工方式判別果品大小、成熟度和外表缺陷,然后分級包裝。受主觀因素的影響,不能基于統(tǒng)一尺度進(jìn)行精確高效的果品分級。水果尺寸大小是水果分級的重要指標(biāo)之一。高光譜圖像技術(shù)結(jié)合光譜與圖像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),能夠獲得大量連續(xù)波長光譜信息的圖像。其中,圖像信息可檢測農(nóng)產(chǎn)品的外部品質(zhì),光譜信息則可用于農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)的檢測。針對新疆本地特色林果業(yè)產(chǎn)品,采用機(jī)器視覺分析和檢測其品質(zhì)并進(jìn)行分級的研究尚處于起步階段,相關(guān)的研究工作較為匱乏。本研究采用高光譜圖像技術(shù)對新疆紅富士蘋果大小進(jìn)行預(yù)測分析,是高光譜圖像分析新疆紅富士蘋果內(nèi)外綜合品質(zhì)研究的重要組成之一。水果品質(zhì)的實(shí)時(shí)檢測和分級要求圖像信息的處理與識別算法必須簡單而有效,以滿足在線高生產(chǎn)率的要求。因此,本研究尋找有效的一個(gè)或幾個(gè)特征波長圖像和大小檢測的方法,為今后多光譜成像在線分析蘋果品質(zhì)奠定了研究基礎(chǔ)。
本文基于高光譜圖像對新疆紅富士蘋果果徑檢測進(jìn)行了初步研究。采用大津法對852/713比值圖像做閾值分割,形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算去除果梗區(qū)域,基于8鄰接邊界跟蹤法得到蘋果區(qū)域的輪廓坐標(biāo),采用最小外接矩形法預(yù)測蘋果的大小。結(jié)果表明,利用雙波段比運(yùn)算結(jié)合最小外接矩形法能夠準(zhǔn)確預(yù)測蘋果大小,最大絕對誤差為3.06mm,均方根誤差為1.21mm。此外,雙波段比運(yùn)算中選定的特征波長,為設(shè)計(jì)多光譜成像系統(tǒng)在線快速檢測蘋果大小提供了研究基礎(chǔ)。