近紅外光譜相機辨別蜜瓜水漬

本研究應(yīng)用400-1000nm的高光譜相機，可采用彩譜科技（浙江）有限公司產(chǎn)品FS13進行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

河套蜜瓜屬葫蘆科厚皮甜瓜屬甜瓜種，外型溜圓，標準瓜重0.5公斤左右，色澤淡黃。河套蜜瓜是由國外的厚皮蜜瓜在河套地區(qū)經(jīng)過大約70 多年栽培形成的一個品種群巴。俗話說：“黃河百害，唯富一套”，在這里有適合蜜瓜生長的土地、有充足的光照、有比較大的晝夜溫差等等條件，這些自然條件都有益于河套蜜瓜生長與營養(yǎng)物質(zhì)的沉積，使得河套蜜瓜有了****風味，品嘗一口可以享受到梨、蘋果、蜜桃、香蕉的美味，醇香甘甜，為瓜中珍品。另外其果實中含有一定數(shù)量的蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、鈣、磷、鐵和維生素等營養(yǎng)成分，可謂生食瓜中之上品，深受廣大人民的喜愛。現(xiàn)如今，在北京、香港、廣州等地都可以品嘗到醇香甘甜的河套蜜瓜。河套蜜瓜是內(nèi)蒙古自治區(qū)西部地區(qū)重要經(jīng)濟作物，其經(jīng)濟價值不容小覷。蜜瓜內(nèi)部出現(xiàn)水漬是河套蜜瓜經(jīng)濟價值降低的原因之一，針對河套蜜瓜果實大、果皮厚、呼吸活躍、很難直接從外觀判斷其是否有水漬等特點，開展了基于近紅外光譜分析的河套蜜瓜水漬判別方法研究。本研究以河套蜜瓜為研究對象，在采集蜜瓜透射光譜基礎(chǔ)上，首先研究了蜜瓜透射光譜隨蜜瓜貯藏天數(shù)的變化；然后利用近紅外光譜分析技術(shù)對水漬蜜瓜與正常蜜瓜進行判別；另外利用圖像處理技術(shù)提取水漬敗壞部分的圖像，為蜜瓜分級提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本研究以河套蜜瓜為研究對象，在采集蜜瓜透射光譜基礎(chǔ)上，首先研究了蜜瓜透射光譜隨貯藏天數(shù)的變化，然后利用近紅外光譜分析技術(shù)對水漬蜜瓜與正常蜜瓜進行判別；另外利用圖像處理技術(shù)提取蜜瓜水漬敗壞部

分的圖像，為蜜瓜的分級提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文得到如下結(jié)論：

1.蜜瓜透射光譜隨蜜瓜貯藏天數(shù)而變化。隨著貯藏天數(shù)的增加，蜜瓜透射光譜的透射率不斷增強，蜜瓜透射光譜在波長600~900nm范圍內(nèi)表現(xiàn)較為明顯。

2.構(gòu)建試驗樣品集，采用本研究小組設(shè)計的光譜采集裝置，分別采集正常蜜瓜和水漬蜜瓜赤道方向與果柄一果蒂方向的透射光譜。通過近紅外光譜分析軟件對采集到的光譜進行預(yù)處理，并建立水漬蜜瓜與正常蜜瓜的DA判別（Discriminant Analysis判別分析）模型。

3.在上述研究的基礎(chǔ)上，分析了蜜瓜不同擺放方式以及不同光譜預(yù)處理方法對DA判別模型的影響，得到了判別正確率較高的DA判別模型，模型校正集的正確率為88.1%，預(yù)測集的正確率為90%。

4.本研究通過對水漬圖像直方圖的顯示觀察研究、對比度拉伸、中值濾波等預(yù)處理過程，最后通過直方圖閾值分割方法成功對蜜瓜水漬圖像進行了提取。