[发明专利]一种基于高光谱图像对白萝卜黑心检测的方法

说明书

技术领域

本发明是一种高光谱图像技术在白萝卜采后贮藏期间检测黑心的方法，属于农产品贮藏与加工无损检测的技术领域。

背景技术

黑心是引起萝卜食用价值降低的一个主要因素，黑心的发生在萝卜外部观察不出来，根髓内部变黑腐烂，透过日光可看出暗灰色病变，横切看，维管束放射线状变黑褐色，重者呈干缩空洞。引起黑心的原因主要有生理和病理方面。生理方面黑心是由于种植过程中缺少硼肥，或者土壤板结、坚硬导致萝卜肉质根缺氧引起的。病理方面是由于种植过程中感染了黑心病，黑心病属十字花科常见病，病原菌为野油菜黄单胞杆菌野油菜黑腐病致病型。病源菌引起的黑心发生呈现规模、季节性爆发，对萝卜黑心进行检测是很有必要的，剔除黑心可以防止其在贮藏过程中进一步腐烂，也可避免流入市场。萝卜内部黑心的传统检测方法是采用人工感官检测，不仅费时费力，而且精度不高，难以适合大规模工业化自动分级的需求。因此，建立一种无损、可靠的方法来检测萝卜的黑心，对萝卜进行检测分级，提高萝卜市场价值以及萝卜深加工产业发展都有重要的意义。

近年来，高光谱图像检测技术作为一种无损伤、快速地分析和评估各类食物质量与安全的方法，得到了广泛的认可。高光谱图像能够检测食品的物理和形态学特征，以及内部的化学和分子学信息，从而分析和评价食品的质量与安全。这种技术在国内外食品工业中都有很好的应用，如Jianwei Qin等[QinJ，Burks T F.Development of a two-band spectral imaging system for real-time citrus canker detection[J].Journal of Food Engineering，2012，1(108)：87-93.]基于高光谱图像筛选的特征波段，研制了商业水果分级机，其速度为5个/秒，总体分类精度为95.3％。Ana Herrero-Langreo等[Herrero-Langreo A，Lunadei L，et al.Multispectral Vision for Monitoring Peach Ripeness[J].Food science，2011，2(76)：178-187.]利用高光谱图像技术评价桃子的成熟度，方便确定最佳采摘时间。Piotr Baranowski等[Baranowski P，et al.Detection of early bruises in apples using hyperspectral data and thermal imaging[J].Journal of Food Engineering，2012，3(110)：345-355.]利用高光谱图像对苹果硬度及可溶性固形物进行评估。高光谱图像技术也被应用于苹果、樱桃和柑橘类水果表面缺陷，黄瓜内部缺陷等的检测。近几年国内利用高光谱图像技术对农产品质量的检测发展同样迅速，如黄倩文等[黄文倩，陈立平，李江波，等.基于高光谱成像的苹果轻微损伤检测有效波长选取[J].农业工程学报.2013，29(1)：272-277.]对苹果表面轻微损伤检测，高海龙等[高海龙，李小昱，徐森淼，等.马铃薯黑心病和单薯质量的透射高光谱检测方法[J].农业工程学报.2013，29(15)：279-285.]对马铃薯黑心病检测，李江波等[李江波，王福杰，应义斌，等.高光谱荧光成像技术在识别早期腐烂脐橙中的应用研究[J].光谱学与光谱分析.2012，32(1)：142-146.]利用高光谱荧光检测早期腐烂脐橙，田有文等[田有文，李天来，张琳，等.高光谱图像技术诊断温室黄瓜病害的方法[J].农业工程学报.2010(5)：202-206.]黄瓜病害检测等方面都取得了较好的结果。但是萝卜内部黑心的无损检测的技术国内外未见报道，有必要开展采用高光谱图像技术对萝卜内部糠心的无损检测研究。

发明内容

技术问题

鉴于上述技术发展现状，本发明的目的主要针对现有技术无法实现白萝卜在贮藏和售卖过程中黑心无损鉴定的难题，开发高光谱图像检测的快速无损方法，满足萝卜深加工业的迫切需求。通过利用高光谱成像技术，分析正常白萝卜和黑心白萝卜的光谱信息差异，提取响应的特征参数，构建白萝卜黑心的鉴定模型。

技术方案

1.一种基于高光谱图像对白萝卜黑心检测的方法，高光谱透射图像采集系统、特征参数提取、检测模型构建、黑心与否判定、其中，