【摘要】：蘋(píng)果的成熟期是決定果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵生長(zhǎng)期,利用光譜和成像技術(shù)研究蘋(píng)果此時(shí)期的光學(xué)特性和SSC的品質(zhì)信息,對(duì)于指導(dǎo)果園科學(xué)生產(chǎn)和蘋(píng)果產(chǎn)后分級(jí)具有重要意義。本文利用近紅外光譜和成像技術(shù)采集新疆紅富士蘋(píng)果成熟期的光譜和圖像信息,分析蘋(píng)果成熟期的幾何和光學(xué)特性變化規(guī)律,建立了光譜和圖像信息蘋(píng)果可溶性固形物含量預(yù)測(cè)模型。研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)分析成熟期蘋(píng)果的幾何和光學(xué)特性的變化規(guī)律。預(yù)處理蘋(píng)果RGB圖像,獲取二值圖像并掩膜RGB、YUV和HSV三種顏色空間下R、G、B、Y和S分量灰度圖像,獲得其灰度平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的特征,以及蘋(píng)果幾何特征,繪制蘋(píng)果成熟期這些特征的變化趨勢(shì)圖。結(jié)果表明:在成熟期,蘋(píng)果的面積、周長(zhǎng)、長(zhǎng)軸及短軸長(zhǎng)度變化不明顯,變化主要集中在內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化;蘋(píng)果的R、G、B、Y和S等圖像的灰度特征在成熟期變化明顯,R和S圖像的灰度特征與生長(zhǎng)天數(shù)之間呈現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì),G、B和Y圖像的灰度特征與生長(zhǎng)天數(shù)之間呈現(xiàn)明顯的減小趨勢(shì)。蘋(píng)果的色度變化集中在0°~30°和55°~88°之間,以10°、20°、30°為主導(dǎo)的紅色呈現(xiàn)隨生長(zhǎng)天數(shù)明顯增長(zhǎng)的趨勢(shì),以60°、70°、80°為主導(dǎo)的黃綠色呈現(xiàn)隨生長(zhǎng)天數(shù)明顯降低的趨勢(shì)。(2)光譜信息的蘋(píng)果可溶性固形物含量預(yù)測(cè)模型。采用MSC、SNV等多種方法預(yù)處理原始光譜,對(duì)比相關(guān)系數(shù)法、UVE、SPA等五種波長(zhǎng)篩選結(jié)果的偏最小二乘法預(yù)測(cè)效果。結(jié)果表明:15點(diǎn)移動(dòng)窗口平滑方法預(yù)處理結(jié)果建模效果較好,GA-PLS的波長(zhǎng)選擇結(jié)果預(yù)測(cè)蘋(píng)果的SSC效果較好,校正相關(guān)系數(shù)、校正均方根誤差、預(yù)測(cè)相關(guān)系數(shù)和預(yù)測(cè)均方根誤差分別為0.9472、0.7018、0.9542和0.5482。(3)圖像信息的蘋(píng)果可溶性固形物含量的預(yù)測(cè)模型。對(duì)比不同顏色空間下各分量灰度圖像的灰度平均值和標(biāo)準(zhǔn)差與蘋(píng)果SSC含量的相關(guān)關(guān)系,確定這些特征均可用于蘋(píng)果SSC含量預(yù)測(cè);采用濃度排序法、SPXY、KS、Rank-KS、Duplex方法劃分校正集和預(yù)測(cè)集,使用支持向量機(jī)和偏最小二乘回歸方法,建立蘋(píng)果可溶性固形物含量預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明:使用Duple方法劃定的校正集和預(yù)測(cè)集,建模效果較好。以不同顏色空間下各分量的灰度圖像的灰度平均值和標(biāo)準(zhǔn)差為特征,建立的偏最小二乘回歸和支持向量機(jī)回歸的蘋(píng)果SSC預(yù)測(cè)模型,其預(yù)測(cè)集相關(guān)系數(shù)分別為0.9343和0.9372。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;S661.1
【圖文】：

1.1 研究的目的和意義蘋(píng)果是我國(guó)第一大水果，栽植面積和總產(chǎn)量均居世界首位。2015 年全國(guó)蘋(píng)果栽植面積達(dá)到 230 萬(wàn)公頃，產(chǎn)量達(dá) 4261 萬(wàn)噸，主要分布在山東、遼寧、河南、陜西、山西、新疆、寧夏、甘肅等省份。依據(jù)中國(guó)蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)布局變遷的分析報(bào)告，新疆已經(jīng)成為中國(guó)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果的三大產(chǎn)區(qū)之一，這得益于新疆獨(dú)特的氣候和自然條件，新疆陸地面積廣大，氣候干燥，日照充足，光熱資源豐富，因此，蘋(píng)果被廣泛種植在城郊、山區(qū)和沙漠盆地邊緣綠洲灌區(qū)，并呈現(xiàn)出快速發(fā)展之勢(shì)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，新疆 2015 年蘋(píng)果栽植面積達(dá)到 90萬(wàn)畝，產(chǎn)量達(dá)到 115.1 萬(wàn)噸，見(jiàn)圖 1-1。蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，對(duì)美化環(huán)境，改良鹽堿土壤，防沙治沙，改善新疆惡劣的生態(tài)環(huán)境，繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)各民族群眾共同致富具有重要意義。

研究技術(shù)路線圖

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6 本報(bào)記者 趙s

本文編號(hào)：2713579