本發(fā)明提供一種采用近紅外光譜圖像特征的水稻霉變程度檢測(cè)方法，包括：獲得已知不同霉變狀態(tài)稻谷的近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)；以所述近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，獲得所述近紅外光譜圖像的圖像特征；利用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP)自適應(yīng)推理機(jī)制，建立稻谷霉變程度與其近紅外圖像的圖像特征之間映射模型；獲得待測(cè)稻谷的近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)；獲得所述待測(cè)稻谷的近紅外光譜圖像的圖像特征；利用所述映射模型獲得所述待測(cè)稻谷的霉變狀態(tài)。本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)稻谷霉變程度無(wú)損檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用近紅外光譜圖像特征的水稻霉變程度檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

稻谷儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中在適宜的溫濕度環(huán)境下極易發(fā)生霉變，導(dǎo)致產(chǎn)生多種對(duì)人體和牲畜有害的真菌霉素。傳統(tǒng)稻谷霉變研究是通過(guò)化學(xué)處理后利用電子顯微鏡等儀器，觀測(cè)稻谷中真菌孢子，用來(lái)檢測(cè)稻谷霉變情況。這些方法存在的不足是耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)過(guò)程繁瑣。有必要建立稻谷霉變程度無(wú)損檢測(cè)的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種采用近紅外光譜圖像特征的水稻霉變程度檢測(cè)方法，可以實(shí)現(xiàn)稻谷霉變程度無(wú)損檢測(cè)。

一種采用近紅外光譜圖像特征的水稻霉變程度檢測(cè)方法，包括：

獲得已知不同霉變狀態(tài)稻谷的近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)；

以所述近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，獲得所述近紅外光譜圖像的圖像特征；

利用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP)自適應(yīng)推理機(jī)制，建立稻谷霉變程度與其近紅外圖像的圖像特征之間映射模型；

獲得待測(cè)稻谷的近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)；獲得所述待測(cè)稻谷的近紅外光譜圖像的圖像特征；利用所述映射模型獲得所述待測(cè)稻谷的霉變狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述稻谷的品種選自牡響、早香、彩稻三個(gè)品種，例如種植于黑龍江地區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述稻谷的霉變狀態(tài)包括：健康稻谷、輕度霉變和中度霉變。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)是在近紅外波長(zhǎng)為700-900nm，帶寬為30-50nm采集的。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)是在近紅外波長(zhǎng)為790nm，帶寬為40nm采集的。例如可采用4通道多光譜相機(jī)(Sequoia)。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集間隔為12-36小時(shí)，例如24小時(shí)，固定多光譜相機(jī)在距離樣本上方一定距離(例如30-60cm，具體例如40cm處)拍攝。在一些實(shí)施例中，拍攝時(shí)相機(jī)鏡頭盡量垂直于稻谷表面。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，拍攝時(shí)可以采用自然光源，也可采用人工光源。采用人工光源時(shí)要求包含全波段，即能夠產(chǎn)生日光的效果。在一些實(shí)施例中，采用100W單端鹵鎢燈為光源。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)結(jié)合光譜圖像分析方法，研究所述近紅外光譜圖像數(shù)據(jù)，獲得所述近紅外光譜圖像的圖像特征。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述近紅外光譜圖像的圖像特征包括紋理特征和近紅外光譜圖像的反射值分布頻率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述紋理特征包括所述近紅外光譜圖像的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、平滑度、三階距、一致性、信息熵、平均梯度和分形維數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所選取的所述近紅外光譜圖像的反射值分布頻率的區(qū)間為：0.2～0.3，0.3～0.4，0.4～0.5，0.5～0.6，0.6～0.7，0.7～0.8。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三層結(jié)構(gòu)為14-60-3型。所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的3層節(jié)點(diǎn)分別為：輸入層、隱含層、以及輸出層，各層采用全互連方式，同層之間不存在相互連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，還包括對(duì)所述映射模型進(jìn)行訓(xùn)練的步驟。