發(fā)布時間：2021-03-09 05:41

　　馬鈴薯是一種僅次于水稻、玉米、小麥的重要糧食作物,營養(yǎng)豐富,是糧、菜、飼、工業(yè)原料兼用的農作物,其種植主要分布于我國東北、華北和華東地區(qū)。馬鈴薯產業(yè)對保證我國糧食安全具有重要意義。馬鈴薯品質的好壞直接影響其產品的質量,進行馬鈴薯產品質量檢測是馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的關鍵。目前,馬鈴薯品質檢測主要以傳統(tǒng)的理化檢測、經驗識別、生物檢測等檢測方法為主,這些方法存在耗時、費力、時間較長、成本較高等問題,無法滿足馬鈴薯品質快速檢測需求。高光譜成像技術具有波段多、分辨率高等優(yōu)點,在馬鈴薯無損、快速檢測中具有很大優(yōu)勢,其不僅能反映被測對象表面的特征,同時也能反映其內部品質、物質組成成分等。但是高光譜成像數據是三維立方體數據,波段多,信息冗余大,直接對其進行計算處理,運行速度慢,而且會降低計算結果的準確性。為了進一步提高馬鈴薯品質高光譜成像無損檢測的速度和精度,需要不斷研究高光譜成像數據處理方法,進而促進馬鈴薯品質檢測的進一步發(fā)展。論文以多種馬鈴薯莖塊為對象,利用高光譜成像技術,綜合運用光譜成像分析技術、化學計量學和機器學習等方法研究馬鈴薯的分類識別。探究在小樣本下基于輔助分類器的生成對抗網絡（auxili... 

【文章來源】：內蒙古農業(yè)大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?ＲＧＢ圖（左）和高光譜圖（右）??

?內蒙古農業(yè)大學碩士學位論文?９??２研究思路與方法??為了探宄基于高光譜成像技術下ＡＣＧＡＮ模型對馬鈴薯的識別分類效果，通??過閱讀大量的文獻，制定了如圖２的研究思路。??獲取高光譜影像??１??教這耳義景多１象中丨：１勺）１１普會隹類女ｉｓ??光譜維數掘預處理??——＾＾??否????分類訓練模型??—????＾?Ｉ??分類預測模型??丨—＝１—：―??予頁測結果??圖２研究思路流程圖??Ｆｉｇ．?２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｉｄｅａｓ??２．１局光譜圖像采集??２．１．１實驗樣本??實驗使用的樣本是購買于呼和浩特市東瓦窯農貿市場的新鮮馬鈴薯。樣本經??過嚴格挑選，要求大小均勻，外表無損傷，顏色一致。其中川引、后旗紅和青薯??９號為紅皮，剩余的大西洋、費烏瑞它、克新和２２６為白皮馬鈴薯。由于馬鈴薯??本身自有的特性，同一薯種大小是均勻的，不同薯種之間存在區(qū)別。其中最大的??２２６平均重２８０ｇ左右，最小的川引平均重８０ｇ左右。最后確定可用于樣本的馬??鈴薯共４２９個。馬鈴薯樣本經過清洗、晾干，表面沒有殘留的水后存儲于４°Ｃ的??冷藏中，實驗前１２小時從冷藏中取出，放置實驗室內，盡量達到與實驗室溫度??和濕度一致，并對樣本進行編號，避免測試過程中樣本與結果不對應［３５］。??２．１．２高光譜圖像采集設備??本實驗使用的高光譜數據采集系統(tǒng)由一個用來采集和成像的光譜成像光譜??儀（ＨｙｐｅｒＳｐｅｃ？ＰＴＵ－Ｄ４８Ｅ?（４００－１０００ｎｍ）），一個用來高精度掃描的高精度掃描??云臺（ＨｙｐｅｒＳｐｅｃ？Ｐａｎ＆Ｔｉｌｔ?），?—個用來補光的光纖鹵

１０?基于高光譜成像技術與ＡＣＧＡＮ模型的馬鈴薯識別分類研究???（ＰＨＯＴＯＬＩＧＨＴ－ｌＯＯＯｗ）等主要部件和一臺用來處理、顯示和存儲數據計算機??組成，其安裝有Ｗｉｎｄｏｗｓ?ＸＰ系統(tǒng)和高光譜采集軟件［３４］。成像光譜儀的波長范圍??４００－１０００ｎｍ，采樣間隔為０．８ｎｍ，波段通道可達７５０個。本實驗設置參數為常規(guī)??的６像元混合，采集的高光譜圖像波段通道為１２５個。具體的高光譜采集系統(tǒng)如??圖３所示。?＿＿??光纖南素燈?樣本??????Ｉ??高精度掃描云臺一］??１?｜?＊———ｎ??＿?＿?ｉ?——｜高光譜成像儀??高光譜相機??Ｗｉｎｄｏｗｓ?ｘｐ?—Ｉ?”??—｜計算機系統(tǒng)??Ｉ?－?—Ｉ?！????圖像采集軟件Ｐ??Ｉ?—?Ｉ??Ｗ??樣本維度??Ｉ?詳十閱松??Ｉ?（４６６＊１００４＊１２５）?｜?料醜??圖３高光譜圖像采集系統(tǒng)??Ｆｉｇ．３?Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌ?ｉｍａｇｅ??高光譜成像設備啟動后，不能立即達到穩(wěn)定狀態(tài)，為了盡量減少誤差，需預??熱３０ｍｉｎ后進行采集。高光譜設備采集過程中，不可避免的會受外部環(huán)境的影響，??如光源、室內濕度等，以及設備自身的影響，如設備質量、暗電流等。同一個檢??測目標也會出現(xiàn)光譜特征稍有不同的情況，為了盡量減少外部環(huán)境和自身設備帶??來的噪聲，故采集前需要對圖像進行校正［３５］。因此每次使用高光譜設備采集圖像??前都需要進行黑白標定，具體操作如下：??１）利用密閉性極好的，全黑的鏡頭蓋完全蓋住相機鏡頭，點擊“暗電流”??選項，得到全黑標


本文編號：3072349