[发明专利]一种柑橘早期腐烂的透射成像检测方法

说明书

本发明涉及光谱检测技术领域，公开了一种柑橘早期腐烂的透射成像检测方法，包括：S1，采集待测柑橘的全透射式高光谱图像；S2，对全透射式高光谱图像进行主成分分析，获取第二、第三主成分灰度图像PC2、PC3；S3，对PC3进行腐烂区域的图像分割，获取第一腐烂区域分割图像M1，对PC2进行果梗区域的图像分割，获取第一果梗区域分割图像M2；S4，获取第二果梗区域的分割图像M3，将M1中与M3相重合的区域图像移除，以得到表征腐烂区域的目标识别图像M4；本发明实现了对透射式高光谱图像中柑橘的早期腐烂区进行快速准确地识别，提高了对柑橘腐烂缺陷的检测精度与检测效率，并具有普遍的适用性。

技术领域

本发明涉及光谱检测技术领域，特别是涉及一种柑橘早期腐烂的透射成像检测方法。

背景技术

柑橘风味独特，营养丰富，深受消费者喜爱。我国是世界上第一大柑橘生产国，然而，柑橘成熟期高度集中，针对柑橘的有效贮运保鲜技术研究还比较落后，每年柑橘在贮运过程中的腐烂率高达25％～30％，造成了巨大的经济损失。新鲜水果采后贮藏中品质恶化受多种因素影响，但腐烂是柑橘采后贮藏面临的最严重问题，与其它常见的外部缺陷(如疤痕、溃疡、虫伤等)不同，腐烂果会以极快的速度在周围传播，引起大批柑橘腐烂感染，造成更大的经济损失。因此，快速识别和检测柑橘的腐烂部位，这对水果的品质分级和商品价值十分重要。

传统的腐烂柑橘筛选主要是靠人工判别，工作量大、耗时长、易遗漏，如何在柑橘分级装箱的生产线中实现快速检测，是当前亟待解决的关键问题。

基于RGB彩色相机的机器视觉检测技术在柑橘外部缺陷检测中应用较多，然而，柑橘在发生早期腐烂时，腐烂发生部位的表皮颜色与正常果皮颜色几乎一致，传统的RGB相机对这种表皮缺陷无能为力，难以有效识别。早期研究发现，在柑橘表皮的油腺中含有一种名为多甲氧基黄酮的橘皮素，这种成分在柑橘腐烂时被释放，在紫外光的照射下会激发出黄色的可见荧光，该荧光很容易被眼睛或者RGB成像系统检测到。Blasco等人利用柑橘的紫外诱导荧光现象，结合传统RGB相机发明了一套柑橘腐烂检测系统(Blasco,J.,Aleixos,N.,Molto,E.(2007).Computer vision detection of peel defects in citrus by meansof a region oriented segmentation algorithm.Journal of Food Engineering,81(3),535-543.)。然而，紫外诱导荧光成像技术也具有其局限性。一方面，长期接触紫外光，易对操作人员造成损害；另一方面，丑橘等柑橘品种在紫外光照射下所产生的荧光强度微弱，限制了紫外诱导荧光成像技术的适用范围。

高光谱成像技术可以同时获取样本的光谱和图像信息，结合光谱和图像处理算法完成目标检测，是一种全新的品质检测技术。根据样品、光源和探测器的相对位置，高光谱成像技术可分为漫反射和透射两种检测模式。