[发明专利]一种基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速无损检测方法

权利要求书

1.一种基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速、无损检测方法，其特征是：构建一套高光谱成像采集系统，并根据此系统采集苹果高光谱图像，然后对采集的高光谱图像数据进行校正处理和分析苹果虫害部分和正常部分的校正后的光谱曲线特征，确定特征波长和特征图像；再对高光谱图像数据进行主成分分析，选取主成分图像；同时，对特征图像采用最大熵分级阈值分割方法先后分割出苹果和虫眼，提取苹果和虫眼，依此提取主成分图像的80×60像素大小的感兴趣区域，对其提取0°方向的能量、熵、惯性矩和相关性的4个纹理特征和646nm、824nm处的反射率2个光谱特征；最后融合这6个特征采用BP神经网络实现对苹果虫眼的快速、无损检测。

2.根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速、无损检测方法，其特征是：构建一套高光谱成像采集系统，该系统由高光谱成像光谱仪、一架像素为 1392×1040 的面阵 CCD 相机、一台精密位移控制平台、一套150W的光纤卤素灯、一个120×50×140cm暗箱和数据处理机组成。高光谱摄像头的光谱范围为400—1100nm，光谱分辨率为2.8nm。

3.根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速、无损检测方法，其特征是：利用高光谱成像采集系统获取苹果高光谱图像，是将待测苹果放置于移动平台上，确定采集参数为物距260 mm，相机曝光时间68 ms，平台移动速度0.8 mm/s，且将有虫眼面的赤道位对准相机。

4.根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速、无损检测方法，其特征是：特征波长为547nm，特征图像为此波长下的图像；采用主成分分析苹果高光谱图像时，将噪声较少450nm~950nm区间的高光谱图像数据，进行主成分分析PCA，并选取PC1图像为用于后续分析的图像。

5.根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速、无损检测方法，其特征是：采用最大熵分级阈值分割方法先后分割出苹果和虫眼，首先对PC1图像采用最大熵阈值分割方法分割出苹果与背景形成二值图像，再次采用最大熵阈值分割方法对该二值图像的苹果区域进行分割，提取出虫眼，并根据虫眼的位置提取PC1图像虫眼周围80×60像素大小的感兴趣区域图像；若是不带有虫眼的苹果，则提取PC1图像苹果中间部分80×60像素大小的感兴趣区域图像。

6.根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的苹果虫眼快速、无损检测方法，其特征是：融合这6个特征采用BP神经网络实现对苹果虫眼的快速、无损检测，即融合感兴趣区域图像的0°方向的能量、熵、惯性矩和相关性的4个纹理特征和646nm、824nm处的反射率2个光谱特征，共六个特征作为BP人工神经网络其输入量，该神经网络设计1个隐层数，学习方式为加入趋势动量项的梯度下降的训练函数，对苹果虫眼进行快速、无损检测，输出为1个变量，即是否带有虫眼，若苹果带有虫眼，输出应为-1，若为正常的苹果，输出应为1。