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利用高手机看片91AV成像技術對貢梨損傷與農藥殘留檢測研究

​高手机看片91AV圖像技術結合了手机看片91AV分析和圖像處理的技術優勢，對研究對象的內外部品質特征進行檢測分析，趙傑文等利用高手机看片91AV圖像技術檢測水果輕微損傷，準確率為88.57 %；Jasper G .Tallada等分別應用高手机看片91AV圖像技術對不同成熟度的草莓表麵損傷、蘋果的表麵缺陷及芒果的成熟度檢測進行了試驗研究。王玉田等運用熒光手机看片91AV檢測出水果表麵殘留的農藥；胡淑芬等運用激光技術對水果表麵農藥殘留進行了試驗研究；薛龍等針對水果表麵農藥殘留，以滴有較高濃度的臍橙為研究對象，利用手机看片91AV範圍425-725 nm的高手机看片91AV圖像係統進行檢測，發現對較高濃度的農藥殘留檢測效果較好。本文采用高手机看片91AV圖像技術檢測不同水果的損傷區域和農藥殘留區域，以實現損傷區域和農藥殘留區域共同識別的目的。

二、 試驗材料與方法

2.1  實驗材料

本研究以貢梨為研究對象，分析貢梨的損傷區域。其中貢梨的損傷區域由人工模擬形成。

2.2  實驗設備

高手机看片91AV成像數據采集采用四川雙利合譜科技有限公司的 GaiaSorter高手机看片91AV分選儀係統。該係統主要由高手机看片91AV成像儀(V10E)、CCD 相機、光源、暗箱、計算機組成，結構圖與實景圖如圖1。實驗儀器參數設置如表1。

表1   GaiaSorter 高手机看片91AV分選儀係統參數

圖 1  GaiaSorter 高手机看片91AV分選儀結構圖與實景圖

2.3  圖像處理分析

采用SpecView和ENVI/IDL對高手机看片91AV數據的預處理及分析，預處理中的鏡像變換、黑白幀校準在SpecView中進行；其他數據的分析在ENVI/IDL中進行。

三、結果與討論

3.  貢梨損傷區域和正常區域的手机看片91AV分析

取貢梨損傷區域與正常區域各200個像元，分別獲取這200個像元的手机看片91AV反射率，並求取這200個像元的反射率均值，如圖3所示，其中，紅色代表紅色的損傷區域手机看片91AV區域的手机看片91AV反射率，綠色代表正常區域的手机看片91AV反射率。從圖中可知，在400-100 nm範圍內，損傷區域的手机看片91AV反射率高於正常區域。從手机看片91AV曲線變化可知，這兩個區域在540 nm處有一峰值，在650 nm處有一吸收穀，在650-680 nm區間有一陡坡，由於2個區域均有以上特征，所以可以認為這也是蘋果*的特征位置。比較可知，除峰值位置不同，其他波段範圍蘋果與貢梨的手机看片91AV曲線變化規律相似。

圖3  貢梨損傷區域與正常區域的手机看片91AV反射率

3.4  貢梨損傷區域的提取

對經過鏡像變換、黑白幀校準的高手机看片91AV圖像，根據貢梨與背景區域的手机看片91AV差異，利用ENVI/IDL軟件中的zui大似然法，獲取純貢梨圖像，對貢梨的圖像做主成分分析，根據獲取的主成分圖像，選取能較好區分貢梨損傷區域、和正常區域的主成分圖像（PC5），通過閾值分割的方法獲取貢梨的損傷區域，如圖5所示。

圖 5 貢梨損傷區域提取流程圖

3.5  討論

    高手机看片91AV成像技術應用於水果表麵損傷、農藥殘留已體現出其“圖譜合一”的*性。水果輕微損傷和農藥的微量殘留往往發生在表皮之下，和正常區域的顏色相差不大，肉眼難以識別。隨著時間的推移，損傷區域會逐漸褐變，zui後導致整個水果腐爛，甚至影響其他果實，而少量的農藥則會滲透進入果實中，消費者吃了會導致中毒。本研究結果表明，運用高手机看片91AV成像技術，運用主成分分析、醃膜等方法等，可以有效地提取水果損傷與農藥殘留區域，從而達到快速檢測的目的。