基于计算机视觉和敲击振动技术检测两种梨果品质的研究

论文摘要

以中熟品种江苏南京产的丰水梨和晚熟品种江苏睢宁产的新高梨为材料,利用计算机视觉技术和敲击振动检测技术,对梨果采后的各品质指标进行了无损检测试验,另外,还对梨果内部腐烂进行了检测。1.建立了基于计算机视觉的硬件和软件系统,获得了梨果（丰水梨）的图像。选取RGB颜色模型并利用阈值分割的方法去除丰水梨的果梗,并确定适合的分割阈值为R=80-155,G=80-135,B=7-60。通过对获取的丰水梨表面图像进行处理,提取了3个特征参数（果实横径,果形指数,色泽H值）实现对丰水梨外部品质的检测。依据这三个特征参数对果实分级的准确率达到90%。2.分别测定贮藏期间梨果的质构分析破坏性硬度(Fmax)、果实弹性模量（E）和固酸比（SSC/TA）等内部品质指标,同时采用敲击振动检测方法获取无损硬度系数（S）。相关性分析结果显示,S与E、Fmax、SSC/TA有显著的相关性。利用SAS8.2统计软件进行回归分析,以无损硬度系数为自变量来模拟梨果各品质参数,建立回归方程。回归模型的建立及验证结果表明,各品质指标的拟合方程都为显著水平（p＜0.05）。3.探讨了利用敲击振动技术对梨果（新高梨）内部腐烂检测的可行性。利用微量注射器从梨果底部将青霉菌液注入果心部位,来模拟梨果内部的腐烂。选取E′=f2m2/3p1/3作为敲击振动法的动力学检测参数,结果显示,内部腐烂梨和完好梨之间的动力学检测参数E′唷显著性差异,但各腐烂等级之间E′差异不显著,不能作为分级的有效指标;各等级之间失重率差异都很显著,失重率可以作为新高梨内部腐烂程度无损检测的重要指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 梨采后品质无损检测研究的背景与意义
• 1.2 计算机视觉技术无损检测农产品品质的研究进展
• 1.2.1 计算机视觉技术
• 1.2.2 计算机视觉在农产品品质无损检测中的应用
• 1.3 声学技术无损检测农产品品质的研究进展
• 1.3.1 声学技术
• 1.3.2 声学技术在农产品品质无损检测中的应用
• 1.4 本文研究的目的与内容
• 1.4.1 研究的目的和意义
• 1.4.2 研究的内容和技术路线
• 参考文献
• 第二章 基于计算机视觉技术分析梨果外部品质的研究
• 2.1 前言
• 2.2 计算机视觉系统的硬件及软件组成
• 2.3 图像的分析处理
• 2.3.1 图像的获取
• 2.3.2 背景纯化
• 2.3.3 图像分割
• 2.3.4 灰度转化
• 2.3.5 图像噪声的消除
• 2.3.6 区域标记
• 2.3.7 特征提取
• 2.4 丰水梨图像特征参数的提取
• 2.4.1 丰水梨横径
• 2.4.2 丰水梨果形指数
• 2.4.3 丰水梨色泽
• 2.5 丰水梨外部品质检测结果
• 2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 基于敲击振动技术的梨果品质分析与模型的建立
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 处理方法
• 3.2.3 仪器设备
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 SD150动态测试与信号分析系统
• 3.3.1.1 参数设置
• 3.3.1.2 信号采集和动力学检测参数的获得
• 3.3.2 品质指标的测定
• 3.3.2.1 果实硬度的传统测定方法
• 3.3.2.2 固酸比（SSC/TA）测定
• 3.3.2.3 果面底色测定
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 品质指标的变化分析
• 3.4.1.1 梨果贮藏期间传统破坏性方法所得硬度的变化
• 3.4.1.2 梨果贮藏期间固酸比的变化
• 3.4.1.3 梨果贮藏期间果面底色的变化
• 3.4.2 梨果贮藏期间无损检测硬度系数的变化
• 3.4.3 品质指标与各图像参数之间的相关性分析
• 3.4.4 品质指标的预测模型
• 3.4.5 品质指标预测模型的验证
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 基于敲击振动法分析梨果内部缺陷检测的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 仪器设备
• 4.2.3 试验方法
• 4.2.3.1 内部腐烂的模拟
• 4.2.3.2 梨果腐烂程度的计算
• 4.2.3.3 梨果相对密度的测定
• 4.2.3.4 梨果失重率的测定
• 4.2.3.5 梨果动力学检测参数的获得
• 4.2.3.6 统计分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 不同腐烂等级梨果品质指标的测试结果
• 4.3.2 差异比较
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文