透射和反射高光谱成像的马铃薯损伤检测比较研究

针对马铃薯损伤部位随机放置会影响检测精度的问题，提出从正对相机、背对相机及侧对相机三个方向，应用透射和反射高光谱成像技术采集马铃薯图像，进行透射和反射高光谱成像的马铃薯损伤检测比较研究。对透射和反射高光谱图像进行独立成分（IC ）分析和特征提取，利用所得特征对反射图像进行二次IC分析，对透射和反射光谱进行变量选择，最终分别建立基于反射图像、反射光谱、透射光谱的马铃薯损伤定性识别模型；对识别准确率高的模型做进一步优化，采用子窗口排列分析（SPA ）算法对透射光谱的特征做二次选择得到3个光谱变量，并建立任意放置的马铃薯损伤识别最优模型。试验结果表明，基于反射图像、反射光谱建立的模型识别准确率较低，其中基于反射图像的马铃薯碰伤，侧对相机识别准确率最低为43.10％；基于透射光谱信息建立的模型识别准确率较高，损伤部位正对、背对相机的识别准确率均为100％，侧对相机为99.53％；马铃薯损伤识别最优模型对任意放置的损伤识别准确率为97.39％。应用透射高光谱成像技术可以检测任意放置方向下的马铃薯损伤，该研究可为马铃薯综合品质的在线检测提供技术支持。