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超构材料红外探测芯片的研究进展 预览
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作者 易飞 《飞控与探测》 2019年第3期10-37,共28页
在梳理超构材料的概念与发展历程的基础上,着重分析了超构材料对波长、偏振态、相位等电磁波参量的调控作用。结合红外探测芯片及成像系统的发展趋势,介绍了超构材料与红外探测芯片的结合,及其在双色/多色成像、偏振成像、高光谱成像等... 在梳理超构材料的概念与发展历程的基础上,着重分析了超构材料对波长、偏振态、相位等电磁波参量的调控作用。结合红外探测芯片及成像系统的发展趋势,介绍了超构材料与红外探测芯片的结合,及其在双色/多色成像、偏振成像、高光谱成像等先进成像模式中的应用,以及国内外相关研究进展。 展开更多
关键词 超构材料 红外探测芯片 双色成像 偏振成像 高光谱成像
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CMOS和EMCCD在全局快门模式下的信噪比探讨 预览
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作者 张晓阳 刘金国 +4 位作者 孔德柱 李广泽 陈佳豫 彭畅 余达 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第7期80-84,共5页
全局快门在对地观测的超光谱成像、测绘及星敏应用中具有优势,但应用效果也依赖于高信噪比。针对CMOS成像特点,设计了可进行拉灌电流的低压基准源电路,基于低热光学变形的焦面电子学,提出上电初始态不定的多通道串行数据接收方法;针对... 全局快门在对地观测的超光谱成像、测绘及星敏应用中具有优势,但应用效果也依赖于高信噪比。针对CMOS成像特点,设计了可进行拉灌电流的低压基准源电路,基于低热光学变形的焦面电子学,提出上电初始态不定的多通道串行数据接收方法;针对全局快门所特有的寄生光灵敏度影响,采用分行统计中间行为基准的多点拟合校正方法;按照EMVA1288标准,将前照式CMOS成像系统与制冷背照式EMCCD进行了测试,校正前后单幅图像的标准差分别为3.37和0.42,最大信噪比为123.37,EMCCD的最大信噪比为359.43。结果表明,该校正方法可有效减弱全局快门的固定图形噪声,面阵CMOS在全局快门方式下的信噪比与EMCCD相比还有较大差距。 展开更多
关键词 全局快门 对地观测 超光谱成像 寄生光灵敏度 CMOS成像 EMCCD
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可见近红外高光谱快速诊断番茄叶片含水量及其分布
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作者 王松磊 吴龙国 +1 位作者 王彩霞 何建国 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期941-950,共10页
基于可见近红外高光谱建立番茄叶片水分含量快速诊断模型,对不同光谱处理及建模进行优选,对水分含量分布进行可视化研究。结合阈值法采集不同生长期192个番茄叶片感兴趣区域光谱信息进行预处理比较,分析β权重系数法、连续投影算法(SPA... 基于可见近红外高光谱建立番茄叶片水分含量快速诊断模型,对不同光谱处理及建模进行优选,对水分含量分布进行可视化研究。结合阈值法采集不同生长期192个番茄叶片感兴趣区域光谱信息进行预处理比较,分析β权重系数法、连续投影算法(SPA)、无信息变量消除(UVE)、竞争自适应加权算法(CARS)及UVE-SPA、CARS-SPA组合方法特征波长优化方法,利用提取特征波长对多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)及偏最小二乘回归(PLSR)水分含量建模方法进行有效性评价,优化出最佳组合模型,采用特征图像光谱反射权重系数实现叶片含水量及其分布的可视化,解析叶片含水量光谱响应特性。最终确立Baseline为最佳波段预处理方法,全波段建模预测集相关系数R_p达0.97;提取特征波长后,Baseline-CARS-MLR为叶片水分含量预测最佳模型,预测集相关系数R_p为0.95,预测集均方根误差RMSEP为0.042。基于高光谱成像技术快速评估叶片水分含量具有一定优势,为活体番茄植株生长水分亏缺状况实时评估及智能化灌溉技术提供理论依据。 展开更多
关键词 高光谱成像技术 叶片水分含量 光谱响应 可视化
可见/近红外光谱技术无损识别苹果品种的研究 预览
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作者 尚静 张艳 孟庆龙 《保鲜与加工》 CAS 北大核心 2019年第3期8-14,共7页
为了能快速无损鉴别苹果的品种,基于高光谱成像技术结合模式识别算法,分别建立了判别苹果品种K最近邻(KNN)识别模型与偏最小二乘判别分析(PLS-DA)识别模型。综合比较了不同光谱预处理方法(二阶微分(SD)、标准正态变换(SNV)和多元散射校... 为了能快速无损鉴别苹果的品种,基于高光谱成像技术结合模式识别算法,分别建立了判别苹果品种K最近邻(KNN)识别模型与偏最小二乘判别分析(PLS-DA)识别模型。综合比较了不同光谱预处理方法(二阶微分(SD)、标准正态变换(SNV)和多元散射校正(MSC))对各模型识别效果的影响,并利用主成分分析方法对预处理后的光谱数据进行降维,以提取能反映苹果品种的特征光谱。结果表明:采用主成分分析法选择了累计贡献率超过99.9%的前10个主成分作为样本集特征光谱数据,很好地实现了光谱数据的降维;MSC预处理方法对光谱反射率预处理的效果最好;2种判别模型均能基本满足实际要求,且MSC+KNN识别模型的识别性能最优,对预测集样本的正确识别率高达100%。 展开更多
关键词 高光谱成像 模式识别 主成分分析 无损检测
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高光谱成像在鱼肉品质无损检测中的研究进展 预览
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作者 王慧 何鸿举 +9 位作者 刘璐 马汉军 刘玺 莫海珍 刘儒彪 潘润淑 康壮丽 朱明明 赵圣明 王正荣 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期329-338,共10页
高光谱成像(hyperspectral imaging,HSI)技术作为一种无损、快速、准确的绿色分析技术在水产品品质检测方面得到了广泛应用。集图像与光谱技术优势于一体,HSI技术可同时检测实验样品的物理和几何特征(颜色、大小、形状和质地等),还可以... 高光谱成像(hyperspectral imaging,HSI)技术作为一种无损、快速、准确的绿色分析技术在水产品品质检测方面得到了广泛应用。集图像与光谱技术优势于一体,HSI技术可同时检测实验样品的物理和几何特征(颜色、大小、形状和质地等),还可以提供内部组成成分的化学和分子信息(水分、脂肪、蛋白及其他氢键物质)。本文主要综述了HSI技术在鱼肉品质快速检测方面的最新研究进展,主要涉及到鱼肉的化学组成、物理属性、微生物污染以及新鲜度等四大方面。同时对HSI技术在鱼肉检测中的应用研究进行了展望,以期开发适用于不同检测要求的在线HSI设备。 展开更多
关键词 高光谱成像 鱼肉品质 无损检测
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基于叶绿素叶面分布特征的黄瓜氮镁元素亏缺快速诊断 预览
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作者 石吉勇 李文亭 +4 位作者 胡雪桃 黄晓玮 李志华 郭志明 邹小波 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期170-176,共7页
为了快速、无损诊断作物氮(N)、镁(Mg)营养亏缺,该研究提出一种以叶绿素叶面分布特征诊断黄瓜 N、Mg 元素亏缺的方法。在设施栽培模式下精确控制 N、Mg 营养元素的供给,培养黄瓜缺 N、缺 Mg 及对照植株(营养元素正常植株),然后采集对应... 为了快速、无损诊断作物氮(N)、镁(Mg)营养亏缺,该研究提出一种以叶绿素叶面分布特征诊断黄瓜 N、Mg 元素亏缺的方法。在设施栽培模式下精确控制 N、Mg 营养元素的供给,培养黄瓜缺 N、缺 Mg 及对照植株(营养元素正常植株),然后采集对应的高光谱图像并结合化学计量学方法快速、无损检测叶绿素分布。与对照组叶片叶绿素分布相比,缺 N 叶片的叶绿素含量在整个叶面区域偏低,缺 Mg 叶片叶绿素在叶脉之间区域含量偏低。鉴于此,提取叶绿素叶面分布特征(叶片所有像素点对应的叶绿素含量均值及标准差)对 N、Mg 营养元素亏缺进行诊断,对预测集 N、Mg元素亏缺正确诊断率达 90%。研究结果表明叶绿素叶面分布特征可作为一种黄瓜 N、Mg 元素亏缺诊断依据。 展开更多
关键词 叶绿素 光谱分析 模型 分布特征 黄瓜叶片 氮元素 镁元素 高光谱成像
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双通道曲面棱镜高光谱成像系统设计
7
作者 冯蕾 魏立冬 +4 位作者 杨雷 相里斌 何晓英 景娟娟 周锦松 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期141-146,共6页
为满足航空航天载荷宽谱段、小型化的探测需求,提出一种双通道曲面棱镜高光谱成像系统的设计方法,实现单台光谱成像仪可同时覆盖可见光和短波红外两个波段。可见光和短波红外两个通道共用一个离轴三反前置成像系统和部分光谱系统,通过... 为满足航空航天载荷宽谱段、小型化的探测需求,提出一种双通道曲面棱镜高光谱成像系统的设计方法,实现单台光谱成像仪可同时覆盖可见光和短波红外两个波段。可见光和短波红外两个通道共用一个离轴三反前置成像系统和部分光谱系统,通过在像面前放置的分色片进行分光,使得可见光由分色片全部反射,短波红外由分色片全部透射,反射光和透射光分别被不同的探测器接收。根据此方法设计了谱段范围为420~2500nm的双通道光谱成像系统。结果表明,该系统结构简单,光学成像性能良好,光学总长度小于350mm。与传统的宽谱段光谱成像方法相比,该方法可以满足系统的小型化和低成本需求,适用于航空航天遥感应用。 展开更多
关键词 光学器件 曲面棱镜 高光谱成像 离轴三反
基于高光谱成像的猕猴桃表面疤痕无损识别 预览
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作者 孟庆龙 张艳 尚静 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期1372-1378,共7页
为实现猕猴桃表面疤痕的快速无损识别,以贵长猕猴桃为研究对象,采用高光谱图像采集系统(400~1 000 nm)采集完好无损猕猴桃和表面有疤痕猕猴桃的高光谱图像。对采集到的高光谱图像进行了最小噪声分离变换,结合阈值分割及数学形态学处理... 为实现猕猴桃表面疤痕的快速无损识别,以贵长猕猴桃为研究对象,采用高光谱图像采集系统(400~1 000 nm)采集完好无损猕猴桃和表面有疤痕猕猴桃的高光谱图像。对采集到的高光谱图像进行了最小噪声分离变换,结合阈值分割及数学形态学处理方法提出了猕猴桃表面疤痕的识别方法。结果表明:采用最小噪声分离变换可有效地消除高光谱图像中的噪声;完好无损和表面有疤痕的猕猴桃样本在700~810 nm以及810~1 000 nm的光谱反射率值具有明显的差异,选取785.98 nm处的光谱反射率值为0.30~0.56以及982.59 nm处的光谱反射率值为0.54~0.73作为区分猕猴桃正常区域和表面疤痕区域的阈值条件,进一步利用阈值分割方法对60个完好无损的和60个表面有疤痕的猕猴桃进行识别,正确识别率分别为98.3%和95.0%,说明高光谱成像技术可用于猕猴桃表面疤痕的快速无损识别。 展开更多
关键词 猕猴桃 表面疤痕 高光谱成像 无损识别
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高光谱成像技术在红肉食用品质检测中的应用研究进展 预览
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作者 崔莹莹 杨铭铎 +3 位作者 方伟佳 孟宁 苗榕芯 彭子宁 《肉类研究》 北大核心 2019年第6期70-76,共7页
高光谱成像技术是一种集光谱技术与计算机视觉技术为一体的无损检测技术,该项技术能快速、全面、无损地获取肉品的内外部信息,在红肉食用品质的检测中具有广泛应用。本文在简述高光谱成像原理的基础上,详述近年来高光谱成像技术在红肉... 高光谱成像技术是一种集光谱技术与计算机视觉技术为一体的无损检测技术,该项技术能快速、全面、无损地获取肉品的内外部信息,在红肉食用品质的检测中具有广泛应用。本文在简述高光谱成像原理的基础上,详述近年来高光谱成像技术在红肉制品食用品质方面的应用,并对该项技术存在的问题及应用前景进行概述,以期为红肉无损检测的研究提供参考。 展开更多
关键词 高光谱成像 红肉制品 食用品质 品质检测
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可见/近红外高光谱成像技术对长枣中葡萄糖含量的无损检测 预览
10
作者 程丽娟 刘贵珊 +1 位作者 万国玲 何建国 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1055-1063,共9页
利用可见/近红外高光谱成像技术结合化学计量学方法建立长枣中葡萄糖含量的预测模型,为灵武长枣中的葡萄糖含量快速无损检测提供了一种科学方法。采用可见/近红外(400~1000nm)高光谱采集灵武长枣的光谱数据,利用HPLC测量长枣中的葡萄糖... 利用可见/近红外高光谱成像技术结合化学计量学方法建立长枣中葡萄糖含量的预测模型,为灵武长枣中的葡萄糖含量快速无损检测提供了一种科学方法。采用可见/近红外(400~1000nm)高光谱采集灵武长枣的光谱数据,利用HPLC测量长枣中的葡萄糖含量;样本经过剔除异常值、样本集划分后对原始光谱采用6种预处理;对优选出的最佳预处理方法使用7种方法降维处理,建立全波段和特征波长的PLSR、MLR预测模型。结果表明,SG(7)为最佳预处理方法,Rc=0.8265,Rp=0.7910;利用CARS、IRF、SPA、BiPLS、UVE、IRF+CARS、BiPLS+CARS分别选出18,61,7,51,15,33,27个特征波长;PLSR-IRF+CARS模型最优,Rc=0.8353,Rp=0.8322。实验结果证明高光谱成像技术对长枣中的葡萄糖含量的快速无损检测是可行的。 展开更多
关键词 可见/近红外 高光谱成像 灵武长枣 葡萄糖 IRF
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基于高光谱图像信息融合的红提糖度无损检测 预览
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作者 高升 王巧华 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1574-1584,共11页
红提糖度是重要的内部品质衡量指标,传统的检测方法均为破坏性生化检测,本文基于高光谱成像技术,提出了一种基于高光谱信息融合的红提糖度含量无损检测方法。采集并提取260个红提样本的光谱信息和图像信息,对光谱信息分别利用SNV、S-G... 红提糖度是重要的内部品质衡量指标,传统的检测方法均为破坏性生化检测,本文基于高光谱成像技术,提出了一种基于高光谱信息融合的红提糖度含量无损检测方法。采集并提取260个红提样本的光谱信息和图像信息,对光谱信息分别利用SNV、S-G等光谱预处理方法建立PLSR模型,确定最好的光谱预处理方法,分别采用一次降维(GA、CARS、IRIV)算法和组合降维算法(CARS-SPA、IRIV-SPA、GA-SPA)共六种降维方法对光谱信息进行特征变量提取;获取灰度共生矩阵的图像纹理信息,结合图像的颜色信息(R、G、B、H、S、V、L、a、b),组成19个图像特征参数,采用PCA算法对图像信息进行降维,分别建立基于降维处理后的光谱信息、图像信息以及两者融合的红提糖度线性预测模型PLSR、非线性预测模型LSSVM,并对比分析模型的优劣。结果表明,若只利用光谱信息建模,IRIV-SPA可有效地提取红提糖度光谱信息的特征波长,提高模型的预测性能;若只利用图像信息进行建模,模型的预测性能不好,PCA降维有效地提高了模型的预测性能,但提高的性能有限;将IRIV-SPA特征波段提取后的光谱和经PCA降维后的图像信息进行融合,分别建立PLSR和LSSVM模型,红提糖度的最优PLSR模型的校正集和预测集相关系数分别为0.943,0.941;红提糖度的最优LSSVM模型的校正集和预测集相关系数分别为0.954,0.952。LSSVM所建模型的效果好于PLSR所建模型,但模型的运算时间较长。两种模型的精度均比单方面基于光谱或图像信息的模型都有较大的提高,表明融合高光谱图像的光谱与图像信息不仅可以提高模型的运算速度、简化模型,同时有效地提高了红提糖度预测性能,为红提糖度的检测找到了一种新的方法。 展开更多
关键词 红提 高光谱成像 糖度 信息融合 无损检测
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高光谱成像的褐土土壤速效钾含量预测 预览 被引量:1
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作者 王文俊 李志伟 +2 位作者 王璨 郑德聪 杜慧玲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1579-1585,共7页
精细农业变量施肥取决于对农田的土壤养分分布的了解,快速获取土壤信息是实施精细农业的基础。速效钾是土壤肥力的重要参数,是植物生长发育所必需的营养元素。对土壤速效钾含量进行测量,是了解土壤肥力的重要途径,是实现精细农业的必要... 精细农业变量施肥取决于对农田的土壤养分分布的了解,快速获取土壤信息是实施精细农业的基础。速效钾是土壤肥力的重要参数,是植物生长发育所必需的营养元素。对土壤速效钾含量进行测量,是了解土壤肥力的重要途径,是实现精细农业的必要条件。以山西典型褐土土壤为研究对象,采集农田耕层褐土土壤样品共169份,样品经风干处理,手动捏碎较大的土粒并去除杂质后,未经研磨过筛处理而直接用于土壤近红外高光谱的测量。根据实验室速效钾含量测定结果,将所有土壤样品分为两类:其中速效钾含量低于100 mg·kg^-1 的样品共144个,随机选取108个作为低含量建模集( L c),剩余36个作为低含量验证集( L p);速效钾含量高于100 mg·kg^-1 的样品共25个,随机选取19个作为高含量建模集( H c),剩余6个作为高含量验证集( H p)。其中 L c和 H c统称为所有含量建模集( T c), L p和H p统称为所有含量验证集( T p)。获取所有土壤样本950~1 650 nm范围内的近红外高光谱图像。分别采用平均光谱曲线(R)、平均光谱曲线的一阶导数(FD)、平均光谱曲线与一阶导数共同建模(R&FD)、平均光谱曲线与一阶导数的乘积(RFD)、平均光谱曲线与一阶导数的商(R/FD)等五种光谱数据预处理方法,结合偏最小二乘法(PLS),分别对建模集 T c, L c及 H c建模,然后分别对验证集 T p, L p及 H p进行验证。结果表明:土壤的平均光谱反射率随速效钾含量的增大呈现先增加后减小的趋势。当速效钾含量低于100 mg·kg^-1 时,所有波段的光谱反射率随速效钾含量的增加而增加;当速效钾含量在100~200 mg·kg^-1 之间时,所有波段的光谱反射率均达到最大值。当速效钾含量超过200 mg·kg^-1 时, 950~1 400 nm的光谱反射率急剧减小,但曲线的整体斜率显著增加;且速效钾含量越高,曲线整体斜率越大。当速效钾含量高于100 mg·kg^-1 时,平均光谱曲 展开更多
关键词 近红外 高光谱成像 速效钾 偏最小二乘
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红提糖度和硬度的高光谱成像无损检测
13
作者 高升 王巧华 +1 位作者 付丹丹 李庆旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期347-356,共10页
红提的糖度和硬度是评价红提品质的重要指标,探究了基于高光谱成像技术的红提糖度和硬度的无损检测方法及最佳预测模型。在红提果粒的三种放置模式(横放、果柄侧朝下、果柄侧朝上)下,分别采集213个样本在400~1000 nm波长范围内的高光谱... 红提的糖度和硬度是评价红提品质的重要指标,探究了基于高光谱成像技术的红提糖度和硬度的无损检测方法及最佳预测模型。在红提果粒的三种放置模式(横放、果柄侧朝下、果柄侧朝上)下,分别采集213个样本在400~1000 nm波长范围内的高光谱图像,对比分析光谱采集的最优模式;然后在最优采集模式下对光谱进行预处理;应用遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权(CARS)算法和无信息变量消除法(UVE)针对原始光谱提取特征波长;结合化学计量学方法分别建立基于全光谱和特征波长的偏最小二乘回归(PLSR)、最小二乘支持向量机(LSSVM)和随机森林(RF)的红提糖度、硬度的无损预测模型。结果表明:基于RF建立的糖度和硬度模型的效果较优;预测糖度的最优模型为遗传算法优化的随机森林(GA-RF),其校正集相关系数(R_c)、预测集相关系数(R_p)分别为0.969、0.928,校正集均方根误差(RMSEC)、预测集均方根误差(RMSEP)分别为0.266、0.254;预测硬度的最优模型为基于移动窗口平滑结合连续投影算法优化的随机森林(MA-SPA-RF),其R_c、R_p分别为0.961、0.932,RMSEC、RMSEP分别2.119、1.634。研究结果表明基于高光谱成像技术预测红提的糖度和硬度是可行的。 展开更多
关键词 光谱学 红提 糖度 硬度 高光谱成像 无损检测
基于深度卷积神经网络的小麦赤霉病高光谱病症点分类方法 预览
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作者 金秀 卢杰 +3 位作者 傅运之 王帅 许高健 李绍稳 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期315-325,共11页
为快速、高效地利用高光谱成像技术诊断小麦赤霉病病症,分析了卷积层结构与光谱病症特征的关联性,并重点研究了高光谱的像元分类建模方法。首先,基于深度卷积神经网络的2种典型结构,构建了不同深度的卷积神经网络,比较了小麦赤霉病高光... 为快速、高效地利用高光谱成像技术诊断小麦赤霉病病症,分析了卷积层结构与光谱病症特征的关联性,并重点研究了高光谱的像元分类建模方法。首先,基于深度卷积神经网络的2种典型结构,构建了不同深度的卷积神经网络,比较了小麦赤霉病高光谱数据点集的训练和测试结果。结果显示:Visual Geometry Group(VGG)结构随着网络深度的增加,模型损失值不断下降;残差神经网络(ResNet)结构随着深度增加,损失值没有明显降低,说明ResNet网络的深度与模型性能无关。从测试集评测模型泛化性可知,具有4个基础单元模块的22层VGG网络在所有深度卷积模型中最优,其建模和验证准确率远高于传统的支持向量机(SVM),分别为0.846和0.843,测试集准确率为0.742。以VGG为基础单元构建的深度神经网络,能有效提取小麦赤霉病病症的高光谱特征。研究结果可为大尺度小麦赤霉病的智能成像诊断提供理论基础。 展开更多
关键词 高光谱成像 深度卷积神经网络 赤霉病 分类建模
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基于叶面叶绿素分布特征的黄瓜叶片氮钾元素亏缺诊断 预览
15
作者 石吉勇 李文亭 +3 位作者 郭志明 黄晓玮 李志华 邹小波 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期264-269,共6页
利用高光谱图像技术无损表征黄瓜叶片的叶绿素分布特征,并将其作为N、K元素亏缺诊断依据。采集黄瓜叶片的高光谱图像数据,利用高效液相色谱法分析黄瓜叶片的叶绿素含量,利用遗传算法建立叶片高光谱图像信号与叶绿素含量的对应关系,进而... 利用高光谱图像技术无损表征黄瓜叶片的叶绿素分布特征,并将其作为N、K元素亏缺诊断依据。采集黄瓜叶片的高光谱图像数据,利用高效液相色谱法分析黄瓜叶片的叶绿素含量,利用遗传算法建立叶片高光谱图像信号与叶绿素含量的对应关系,进而实现黄瓜叶片叶绿素分布图的无损检测。与对照组叶片的叶绿素分布图相比,缺N叶片主要表现为叶片中心区域叶绿素含量偏低,而缺K叶片主要表现为叶片边缘的局部区域叶绿素含量偏低。据此分别提取缺N、缺K叶片及对照组叶片的叶绿素及其分布特征(叶片中心区域所有像素点的叶绿素含量均值、叶片边缘区域叶绿素含量偏低的像素点数量),并借助提取的特征参数建立了N、K元素亏缺诊断方法,其正确诊断率为95%。研究结果表明,叶绿素叶面分布特征可有效实现黄瓜植株N、K元素的亏缺诊断。 展开更多
关键词 黄瓜叶片 叶绿素 分布特征 氮元素 钾元素 高光谱成像
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光谱技术在肉品掺杂掺假鉴别中的应用研究进展 预览
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作者 郎玉苗 杨春柳 +3 位作者 李翠 刘芳 王志强 邓钰桢 《肉类研究》 北大核心 2019年第2期72-77,共6页
近年来,肉品安全事件频发,掺杂掺假现象屡见不鲜,甚至成为市场潜规则,这严重威胁到消费者身心健康,扰乱了我国肉类工业的健康、可持续发展。建立快速、无损的检测技术有利于从技术层面保障肉品真实性,从而保障肉品市场的健康发展。传统... 近年来,肉品安全事件频发,掺杂掺假现象屡见不鲜,甚至成为市场潜规则,这严重威胁到消费者身心健康,扰乱了我国肉类工业的健康、可持续发展。建立快速、无损的检测技术有利于从技术层面保障肉品真实性,从而保障肉品市场的健康发展。传统检测技术,如通过DNA(酶联免疫吸附测定和聚合酶链式反应)、蛋白质、脂肪鉴别的方法,存在有损、耗时长和操作复杂等缺点。光谱技术,如近红外光谱、高光谱成像、拉曼光谱等,作为快速、无损检测技术在肉品掺杂掺假鉴别方面有很好的应用前景。本文综述近红外光谱、高光谱成像和拉曼光谱技术在肉品掺杂掺假的定性判别和定量检测中的研究进展,并分析了3种光谱技术的应用现状及存在的问题,并对其应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 肉品 近红外光谱 高光谱成像 拉曼光谱 掺杂掺假
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高光谱成像结合SIS与RFS的蓝莓腐烂病检测 预览
17
作者 何宽 田有文 +2 位作者 乔世成 姚萍 古文君 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期413-421,共9页
为了能够快速、无损地检测采后蓝莓腐烂病害,利用高光谱成像技术对采后蓝莓腐烂病进行检测。本研究提出光谱信息分割法(SIS)对866.5 nm波段图像蓝莓病害区域进行分割,取得了较好效果。另外根据正常蓝莓光谱曲线和病害蓝莓光谱曲线,提出... 为了能够快速、无损地检测采后蓝莓腐烂病害,利用高光谱成像技术对采后蓝莓腐烂病进行检测。本研究提出光谱信息分割法(SIS)对866.5 nm波段图像蓝莓病害区域进行分割,取得了较好效果。另外根据正常蓝莓光谱曲线和病害蓝莓光谱曲线,提出区域特征筛选法(RFS),并结合竞争适应重加权采样(CARS)和连续投影(SPA)算法对可见光第一区域波段、近红外第二区域波段分别筛选特征波长。最后,采用相关向量机(RVM)模型和径向基(RBF)神经网络模型对蓝莓腐烂病害进行检测。检测结果表明,第一区域与第二区域特征波长组合建立的CARS-RBF模型检测效果最好,特征波长为655.8,710.9,752.2,759.9,761.2,866.5,969.7 nm,训练集和测试集正常蓝莓与病害蓝莓检测准确率分别为98.3%、98.6%和97.5%、98.75%。本研究提出的光谱信息分割法(SIS)和区域特征筛选法(RFS)检测蓝莓病害,为蓝莓在线检测和分拣提供了一种新的参考方法。 展开更多
关键词 高光谱成像 蓝莓腐烂病 光谱信息分割法 区域特征筛选法 无损检测
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基于高光谱成像技术的绝缘子污秽度预测 预览
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作者 李恒超 谭蓓 +3 位作者 杨刚 石超群 张血琴 吴广宁 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期686-693,共8页
高光谱成像技术能对绝缘子进行非接触式成像,且具有多波段、图谱合一等特点.为此,本文提出一种基于高光谱成像技术的绝缘子污秽度预测方法.首先,利用高光谱成像仪对绝缘子进行成像,得到400~1 000 nm波段范围内的高光谱图像数据,并进行... 高光谱成像技术能对绝缘子进行非接触式成像,且具有多波段、图谱合一等特点.为此,本文提出一种基于高光谱成像技术的绝缘子污秽度预测方法.首先,利用高光谱成像仪对绝缘子进行成像,得到400~1 000 nm波段范围内的高光谱图像数据,并进行黑白校正;然后,获取感兴趣区域(region of interest,ROI)的反射率光谱曲线,进行Savitzky-Golay平滑、对数或一阶导数变换的预处理.最后,联合部分的真实样本标签数据分别建立基于支持向量机的绝缘子污秽度预测(support vector machines-insulator contamination degree prediction,SVM-ICDP)和基于偏最小二乘回归的绝缘子污秽度预测(partial least squares regression-insulator contamination degreeprediction,PLSR-ICDP)模型.从实验结果中可知,当预处理方法采用一阶导数变换时,所建立的绝缘子污秽度预测模型效果最佳,即SVM-ICDP模型准确率达到91.84%;PLSR-ICDP模型的均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.024 1. 展开更多
关键词 高光谱成像 绝缘子污秽度 支持向量机 偏最小二乘回归 预测模型
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金银花贮藏过程中绿原酸含量的高光谱无损检测模型研究 预览
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作者 刘云宏 王庆庆 +1 位作者 石晓微 高秀薇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期291-299,共9页
绿原酸(chlorogenicacid,CGA)是评价金银花品质的重要指标。为了实现金银花贮藏期间CGA含量变化的快速有效检测,该文采集了500个不同贮藏时间(0~20d)的金银花高光谱图像,构建CGA含量的高光谱检测模型。为了提高模型性能,采用savizky-go... 绿原酸(chlorogenicacid,CGA)是评价金银花品质的重要指标。为了实现金银花贮藏期间CGA含量变化的快速有效检测,该文采集了500个不同贮藏时间(0~20d)的金银花高光谱图像,构建CGA含量的高光谱检测模型。为了提高模型性能,采用savizky-golay卷积平滑(SG),移动窗口平滑(moving average),标准正态变量(standard normal variable,SNV),基线校正(baseline correction,BC),多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC),正交信号校正(orthogonal signal correction,OSC)6种预处理方法并建立偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型,确定SNV方法为最佳预处理方法,其预测集的R2为0.976 6,RMSE为0.271 1%。为了简化校准模型,利用无信息变量消除(uninformative variable elimination,UVE),连续投影算法(successive projections algorithm,SPA),竞争性自适应加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)以及UVE-CARS、UVE-SPA等方法对SNV预处理后的光谱提取特征波长。然后,分别基于全光谱数据和所选特征变量数据,建立线性偏最小二乘回归(PLSR)和非线性BP神经网络模型。结果表明:UVE-CARS算法可以有效地减少提取变量个数(共提取26个,仅占全光谱范围的3.2%),PLSR和BP模型的预测集R2分别为0.974 6和0.978 4,RMSE分别为0.286 3%和0.250 3%。非线性BP模型预测结果整体优于线性PLSR模型,在BP模型中,UVE-CARS-BP预测精度最高,预测集的R2和RMSE的值分别为0.978 4, 0.250 3%。综上,基于高光谱成像技术建立的SNV-UVE-CARS-BP模型,可以实现金银花贮藏过程中CGA含量变化的快速无损预测。 展开更多
关键词 光谱分析 无损检测 模型 高光谱成像 金银花 绿原酸 特征波长 贮藏
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融合微分重排与匹配的高光谱快速目标检测 预览
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作者 王含宇 杨名宇 +2 位作者 王浩 孟令通 王檬檬 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期793-802,共10页
为滤除大量冗余背景信息,提升目标检测速度,解决目标光谱获取困难等问题,提出一种融合光谱微分重排与光谱角匹配的高光谱快速目标检测算法。首先,对已知背景光谱信息微分重排,筛选出背景特征较少的谱段集;然后,计算相应谱段下,高光谱图... 为滤除大量冗余背景信息,提升目标检测速度,解决目标光谱获取困难等问题,提出一种融合光谱微分重排与光谱角匹配的高光谱快速目标检测算法。首先,对已知背景光谱信息微分重排,筛选出背景特征较少的谱段集;然后,计算相应谱段下,高光谱图像各像素点的光谱微分值与背景光谱微分值的差值,并对所得各谱段微分差值加权求和阈值化,粗提取出目标位置;最后,计算提取出的目标位置光谱与先验背景光谱角匹配的反余弦值,实现目标背景差异精细判别。通过自行拍摄的草地上黄、绿伪装网及AVIRIS获取的San Diego机场飞机高光谱图像进行实验,与RX、CEM、OSP、ACE、SAM等算法比较。实验结果表明,所提算法在保证检测精度的同时,具有较低的虚警率和较好的时效性:ROC曲线下面积AUC均高于0.98,虚警率分别为3%和1.6%,处理时间仅为0.36s和0.077s。 展开更多
关键词 光谱微分 光谱重排 光谱角匹配 快速目标检测 高光谱图像
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