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中国农机化学报

中国农机化学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (4): 71-77.DOI: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.04.13

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高光谱图像结合机器学习方法无损检测猕猴桃

霍迎秋;张晨;李宇豪;智文涛;张炯;刘景玲;   

  1. 西北农林科技大学信息工程学院;埃因霍芬理工大学生物医药工程系;西北农林科技大学生命科学学院;
  • 出版日期:2019-04-15 发布日期:2019-04-15
  • 基金资助:
    国家高技术研究发展计划子课题(2013AA10230402);; 陕西省农业科技创新与攻关项目(2015NY049);; 陕西省自然科学基金面上项目(2015JM3110)

  • Online:2019-04-15 Published:2019-04-15

摘要: 为实现对过量使用1-MCP化学保鲜剂猕猴桃快速、无损检测,提出高光谱技术结合机器学习建立识别模型的检测方法。首先对空白猕猴桃和过量化学保鲜猕猴桃在865.11~1 711.71 nm范围内进行高光谱数据采集。然后选用标准正态变量变换方法预处理原始光谱数据以去除噪声,采用波段比算法增强图像,数学形态学算法提取感兴趣区域,进而计算光谱平均值。最后采用主成份分析(PCA)、竞争性自适应加权(CARS)方法对全光谱数据(FS)进行特征提取,去除干扰项;以PCA和CARS提取的特征量和FS数据作为输入,结合偏最小二乘(PLS)和支持向量机(SVM)建立12个识别模型。试验结果表明,基于PLS和SVM建立的识别模型均能够有效检测过量化学保鲜猕猴桃,其中CARS-SVM模型性能最好,平均正确识别率达100%,运行速度最快,仅为0.015 348 s,满足工程实践中实时性高的要求,为快速、无损检测猕猴桃果品安全提供理论支撑。

关键词: 机器学习, 竞争性自适应重加权, 主成分分析, 偏最小二乘, 支持向量机

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