[发明专利]一种利用特征三角形高度预警马铃薯发芽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种果蔬缺陷检测方法，尤其是涉及一种利用特征三角形高度预警马铃薯发芽的方法。

背景技术

马铃薯作为世界上的四大粮食作物之一，在全世界范围内广泛种植。马铃薯营养价值极高，在国外有着“第二面包”和“地下苹果”的美誉，粮食、蔬菜、水果中所包含的大部分营养，马铃薯基本都有。同时，马铃薯适合种植的地域很广，土壤水分和肥力的要求不高，增产潜力巨大，被联合国粮农组织专家认定为在未来世界出现粮食危机时，可以拯救人类的粮食作物。

马铃薯在收获、存储、运输等过程中，极易发生各种机械损伤、病菌侵染、发芽发绿等缺陷，严重影响马铃薯品质，给薯农和消费者带来经济损失。马铃薯国标检测指标之一为无冻伤、黑心、发芽、绿薯等缺陷。同时，发芽的马铃薯有毒(龙葵素(Solanine))，意外食用会对人身安全造成威胁。

开展马铃薯发芽检测的研究，是为了防止贮藏或运输过程的不当而引起的发芽商品流入市场，同时也为马铃薯的品质检验和分级的自动化做好铺垫。

目前，国内外对于马铃薯外部品质的检测已取得不少成果。目前针对马铃薯表面缺陷的检测主要集中在机械损伤、孔洞、疮痂、表面碰伤、发芽发绿等，其中在马铃薯发芽检测方面，周竹等基于机器视觉，利用交叉法来检测发芽的马铃薯。

对于发芽马铃薯的检测，可以利用RGB彩色机器视觉系统配合相应算法完成，目前国内对于该方向的检测已能达到较高准确率。但这种依靠马铃薯表面的颜色特征进行发芽检测的方法无法用于马铃薯发芽时间的预测。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用特征三角形高度预警马铃薯发芽的方法，根据特征值高度H来对该区域进行分类，实现马铃薯发芽预警。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1)在相同条件下采集多个样本马铃薯的高光谱图像：

所述步骤1)具体采用以下方式采集高光谱图像：以黑色卡纸为背景，将至少150个马铃薯分别采用泡沫胶固定在卡纸上，置于暗箱中每天采集高光谱图像，连续采集5天，整个采集周期中保持静止不动。

2)记录马铃薯从开始采集高光谱图像到发芽为止的天数作为预警时间，选取马铃薯的发芽部位作为感兴趣区域，提取其光谱数据，按照预警时间的不同天数对光谱数据进行分类；具体实施可以马铃薯发芽日期为第0天，之前k天逆推为发芽前k天，则k天即为预警时间；

所述步骤2)中，马铃薯的感兴趣区域选取采用以下方式：找到并记录发芽马铃薯的芽眼位置中心(S,T)，建立以芽眼位置(S,T)为中心、以九个像素点为边长的发芽部位区域作为数据处理的感兴趣区域。

3)对感兴趣区域的全部波段数据进行3×3均值滤波，截取感兴趣区域所在600-750nm波段的离散光谱数据；

所述步骤3)中具体采用以下公式的光谱拟合函数对光谱数据进行拟合，并利用Matlab中nlinfit函数求解：

f(x)=Σj=1n=5aj×sin(bj×x+cj)]]>

其中，横坐标x为波长值，纵坐标f(x)为光谱均一化值，n表示累加参数，j表示累加参数的计算序数。

具体实施中，利用评价拟合程度的均方根误差RMSE确定n的值为5。