[发明专利]一种苹果舌触力学信息的三维重构方法

说明书

本发明公开了一种苹果舌触力学信息的三维重构方法，包括如下步骤：S1、基于仿舌压头力学检测装置获取苹果样本在挤压过程中三帧的力学变化数据；S2、基于高光谱分选仪苹果样本数据的获取与光谱提取；S3、运用连续投影法(SPA)从光谱信息中充分寻找含有最低限度的冗余信息的变量组；S4、基于SPA‑PLSR模型实现苹果舌触力学信息的三维重构。本发明利用高光谱成像技术实现了在不同帧下的苹果舌触力学信息的情况分布图。

技术领域

本发明涉及苹果硬度检测领域，具体涉及一种苹果舌触力学信息的三维重构方法。

背景技术

苹果作为人们日常食用的水果，硬度作为它的品质之一，影响着大多数消费者的选择。 硬度可以通过许多方式来体现。在物理学层面，硬度值也可以由样本所受压力大小来表征。 然而现在市场上对水果内部品质检测方法都主要是破坏性的，并且仅仅是对少量样本的抽样 检测。每次检测处理周期长，操作复杂，不适合在线检测。市场上一般的力学检测装置只能 给出部分位置力学信息来代替整个样本的力学信息，然而，水果在空间各部位的差异性对实 验结果的准确性的影响也很大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种苹果舌触力学信息的三维重构方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种苹果舌触力学信息的三维重构方法，包括如下步骤：

S1、基于仿舌压头力学检测装置获取苹果样本力学数据

选取同一批次、大小、形状基本一致、无机械损伤的苹果，按国标GB/T10651-2008选出 优等果品90个，将其切块后，利用仿舌压头力学检测装置采集苹果样本在挤压过程中三帧的 力学变化数据；

S2、基于高光谱分选仪苹果样本数据的获取与光谱提取

S21、将选出的90个优等苹果放在纯黑的平板上利用高光谱分选仪进行扫描，采集苹果 图像；然后通过以下公式采用黑白校正对原始图像进行校正，获取校正后的漫反射光谱图像；

式中，R_s-样本原始的漫反射光谱图像；R_w-白板的漫反射图像；R_d- 暗图像；R-校正后的漫反射光谱图像；

S22、对黑白校正后的目标图像依次进行掩膜处理和影像裁剪处理，其中，掩膜后的图像 除目标样本外其他区域光谱数值均为0；将一个苹果样本划分为4个面，在每个面上分别取 编号1-5的5个感兴趣区域，每个感兴趣区域大小大约为300像素点，利用高光谱分选仪获 取每个表面上的5个感兴趣区域的光谱，并求取每个苹果样品4个表面整体的光谱均值；

S3、运用连续投影法(SPA)从光谱信息中充分寻找含有最低限度的冗余信息的变量组；

S4、基于SPA-PLSR模型实现苹果舌触力学信息的三维重构

选取SPA方法来获取不同帧下的舌触压力信息所对应光谱数据的10个特征波段，在所得 特征光谱的基础上建立特征光谱数据与不同帧下压力值的PLSR模型，获得图像上每一像素点 的预测压力值，通过转换成色彩值的方式使苹果上每个像素点的压力分布情况可视化。

本发明利用高光谱成像技术实现了在不同帧下的苹果舌触力学信息的情况分布图。

附图说明

图1为本发明实施例中感兴趣区域平均光谱曲线图。

图2为本发明实施例中压力残差分布图。

图3为本发明实施例中SPA特征波段图；

图中：a)特征波段数目图；b)特征波段图。