新疆冰糖心红富士苹果RGB图像多指标分析

[目的]采用机器视觉技术对新疆冰糖心红富士苹果进行重量、糖度预测和分级.[方法]分析提取苹果RGB图像中单色、波长差、HSV转换后分量等多类型图像,对比图像分割效果确定后续处理图像.采用形态学处理剔除二值化图像果梗区域,提取目标区域几何、灰度和色调频度等特征.采用多元线性和偏最小二乘回归预测苹果重量和糖度,判别分析分类苹果,结合全组合实验方法和特征优选,获得较佳特征集合.[结果]多元线性回归方法建立苹果糖度的预测模型结果最佳,使用几何和灰度的特征集合,建模集和验证集糖度预测相关系数分别为0.623和0.570;使用面积、周长、长轴长度和短轴长度特征集和,或体积、周长、长轴长度和短轴长度四个特征时,多元线性回归预测苹果重量,验证集预测相关系数r为0.992,预测均方根误差为3.88 g,相对分析误差为8.1;采用基于特征优选方法确定41个主要特征,二次判别函数的判别分析分级苹果,验证集分级准确率达到98.7;.[结论]RGB图像能够准确预测新疆冰糖心红富士苹果重量,并能精确分级,但糖度预测效果不佳.     

基于高光谱成像技术生长发育后期苹果糖度的无损检测

【目的】研究应用高光谱成像技术无损检测生长发育后期苹果糖度的可行性。【方法】以生长发育后期的"富士"苹果为对象,基于采集到的波长900~1 700nm高光谱数据,建立预测苹果糖度的偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)和极限学习机(ELM)模型,并比较主成分分析(PCA)和连续投影算法(SPA)2种数据压缩或特征波提取方法对预测模型精度的影响。【结果】采用PCA方法可将全光谱压缩至9个主成分,采用SPA从全光谱的230个波长中提取出了13个特征波长,两者相比,SPA能更有效地提高模型预测能力。预测生长发育后期苹果糖度的最佳模型为基于SPA的PLS模型,其预测集相关系数为0.945,均方根误差为0.628°Brix。【结论】高光谱图像技术可以用于生长发育后期苹果糖度的无损检测,该技术的应用将有助于指导苹果的种植和适时采收。     

基于高光谱图像技术的新疆红富士苹果重量预测

以新疆红富士苹果为研究对象,初步探讨应用高光谱图像技术预测其重量的研究方法。首先采用高光谱成像仪采集苹果侧面和赤道面投影图像,提取苹果高光谱图像中前景与背景光谱偏差最大的波长图像（733 nm）,对其图像分割后获得目标区域的面积（像素数）特征。随后,采用不同的特征和建模方法,建立不同的重量预测模型,对比后确定最佳模型。结果表明,采用两个体积特征建立多元线性回归重量预测模型,苹果重量预测值与实际值间相关系数为0.9927,预测均方根误差为4.3393 g。     

基于高光谱图像的新疆红富士苹果颜色分级研究

[目的]以新疆红富士苹果为研究对象,探讨应用高光谱图像技术对其着色面积进行的研究方法.[方法]对852/713双波段比图像作阈值分割,以及形态学开运算去除果梗区域,提取色调H灰度图像对应去除果梗的二值图像像素值为1的累计频度值,依据AdaBoost算法将15个BP神经网络弱分类器训练组成强分类器,对苹果的着色面积进行分类.[结果]采用AdaBoost_NN对苹果着色面积的分级与人工分级一致率达到97.7;.其中45个优等果有2个被错分为一等果,27个等外果有1个被错分为二等果.[结论]利用高光谱图像技术提取的特征波长图像能够很好的对苹果着色面积进行分级,为今后多光谱成像技术在线分析苹果品质奠定研究基础.     

阿克苏冰糖心苹果初生代谢物及矿质元素特征研究

采用GC-MS和HNO3-HClO4消煮法对阿克苏冰糖心苹果的糖心组织与非糖心组织的初生代谢物与矿质元素含量进行检测并分析其差异性.结果表明:在检测到的23种初生代谢物中,糖心组织的山梨醇、奎宁酸含量显著高于非糖心组织,苏氨酸、肌醇含量显著低于非糖心组织,苹果酸、蔗糖、苏糖酸含量极显著低于非糖心组织;在检测到的矿质元素...     

基于BP神经网络的苹果高光谱图像糖度定量分析

使用高光谱成像技术在主成分空间的距离作为样本相似性的判断依据,选择出训练子集,实现了一种基于主成分空间样品光谱特征分类的局部建模方法,并将这种方法与BP神经网络结合,用于苹果糖度的高光谱图像技术的定量分析,增强了检测效果。该方法首先提取高光谱图像的光谱信息并划分为训练集、验证集和测试集,对训练集的光谱进行主成分分析;然后在主成分空间根据欧氏距离和马氏距离选择训练子集,并建立基于BP神经网络的局部回归模型对验证集进行预测;使用全光谱+BP神经网络、全光谱+PCA+BP神经网络、欧氏距离+PCA+BP神经网络和马氏距离+PCA+BP神经网络,选取出的训练子集建立的模型对验证集糖度进行预测。结果表明,与全光谱相比,局部变量建模相关系数r提高,RMSEP降低,提高了检测效果;局部变量建模中,马氏距离+PCA+BP神经网络建立的局部预测模型预测能力更强。将这种建模方法应用于测试集的糖度预测,均方根误差为0.106 61,相关系数r为0.890 81,可以较好的实现苹果中糖度含量高光谱定量分析。因此马氏距离+PCA+BP神经网络模型有望成为一种有潜力的苹果糖度检测方法,对提高模型的精度有重要的意义...     

利用荧光高光谱图像技术无损检测猕猴桃糖度

将405nm激光照射到猕猴桃样品上,当激光透过样品内部时,部分单色光被样品内部成分吸收,释放出荧光,再用高光谱成像系统采集诱导出的荧光散射图像.在荧光散射图像上选取感兴趣荧光区域(ROIs),提取感兴趣区域在波长400～1000nm范围内的特征变量.当提取12个特征变量时,建立的猕猴桃糖度多元线性回归(MLR)模型的校正集相关系数Rc为0.932,预测均方根误差(RMSEC)为0.4764°Brix,预测集相关系数Rp为0.8227,预测均方根误差(RMSEP)为0.5645°Brix.研究结果表明,采用激光诱导荧光成像技术无损检测猕猴桃糖度是可行的.     

基于荧光高光谱图像的柑桔糖度无损检测

采用632nm的连续波激光作为激发光,应用激光诱导荧光高光谱成像技术对柑桔的糖度值进行无损测量。先将该激光照射到南丰蜜桔和脐橙样品上,后用高光谱图像采集系统收集诱导出的荧光散射图像;接下来对荧光散射图像进行分析,选取100×50像素的荧光区域作为感兴趣区域(ROIs);再提取感兴趣区域在波长700～1000nm的光谱值作为荧光高光谱图像数据;最后用线性回归方法建立荧光高光谱图像数据预测果实糖度值的预测模型。结果表明,该模型预测柑桔糖度值的相关系数分别为南丰蜜桔的R=0.970,脐橙的R=0.960。因此可以看出,应用激光诱导荧光高光谱成像对柑桔糖度值进行无损检测是一种很有效的方法。     

基于高光谱的套袋和不套袋苹果糖度无损预测模型研究

现市场上普遍存在套袋和不套袋两种种植模式的苹果,为了更精确地检测苹果糖度,针对这两种模式,分别探究了其糖度无损检测模型。以烟台栖霞生产基地的红富士苹果为研究对象,以苹果糖度为测试指标,对套袋和不套袋苹果分别建立了全光谱反向传播神经网络模型(FS-BP)、全光谱偏最小二乘模型(FSPLS)、主成分分析反向传播神经网络模型(PCA-BP)、主成分分析偏最小二乘模型(PCA-PLS)、蚁群算法反向传播神经网络模型(ACO-BP)、蚁群算法偏最小二乘模型(ACO-PLS),通过对比这6种模型的糖度预测精度找出分别适用于套袋和不套袋苹果的最优模型。结果表明,ACO-PLS无论在套袋还是不套袋苹果糖度的预测上都取得了最高的预测精度,不套袋苹果样本训练集均方根误差为0. 3489,相关系数为0. 9258,测试集均方根误差为0. 3247,相关系数为0. 9279;套袋苹果样本训练集均方根误差为0. 3833,相关系数为0. 9449,测试集均方根误差为0. 3146,相关系数为0. 9602。本研究结果为建立苹果品质分级系统提供了重要的参考价值。     

基于GA-LSSVM的苹果糖度近红外光谱检测

【目的】结合遗传算法和最小二乘支持向量机(GA-LSSVM),优化苹果糖度近红外光谱检测的数学模型,提高模型的检测精度和稳定性。【方法】在GA-LSSVM模型建立过程中,采用遗传算法自动获取最小二乘支持向量机的最优参数。【结果】相比于偏最小二乘法(PLS)、传统最小二乘支持向量机(LSSVM)和遗传偏最小二乘法(GA-PLS)数学模型,GA-LSSVM法建立的模型预测效果最优,模型的相关系数为0.94,预测均方根误差为0.32°Brix。【结论】GA和LSSVM相结合的优化方法在提高苹果糖度近红外光谱检测精度和稳定性方面是可行的。     

红富士苹果套袋技术研究

通过２ａ的试验，研究出红富士苹果的套袋栽培技术：增施磷钾肥、控制枝量、在５月下旬至６月上旬（花后４０～５０ｄ）套双层袋、采收前１个月去外袋、４～７ｄ后去内袋、去袋时间以袋内温度升至最高时为宜。红富士苹果套袋后，果皮细腻、光洁指数高、底色淡黄、全红果比率高、着色鲜艳、农药残留量低、外观品质好，病虫果率低。     

光照和温度条件对富士苹果糖心形成的影响

以新疆阿克苏红旗坡农场‘富士’苹果为试材,研究光照强度、套袋时长及温度对‘富士’苹果糖心形成的影响。结果表明,相对光照强度表现为树冠由上向下逐渐减弱,树冠上部果实品质均优于中、下部果实,糖心比率大。在落花50 d后,对各部位果实进行套袋0、30、60、90 d处理,其中套袋30 d果实品质整体优于其他处理,有利于糖心形成。采收前30 d对‘富士’苹果树体进行搭棚处理,发现未搭棚对照昼夜温差较大、果实品质及糖心形成指标均高于搭棚处理。研究认为,果实品质和糖心形成受光照强度和昼夜温差的影响,光照强度与昼夜温差大有利于果实品质提高和糖心形成。     

玉华早富苹果高光效栽培关键技术

对玉华早富苹果栽植苗木标准、建园要求、生产过程要求和集约化高效生产关键技术等进行了阐述和总结,为渭北地区矮化玉华早富绿色食品生产提供了参考和借鉴。     

不同氮磷钾配比施肥对新疆红富士苹果糖分积累相关酶活性的影响

为了研究不同营养配比对新疆红富士苹果果实糖分积累相关酶活性的影响以新疆霍城县的6a生红富士苹果树为研究对象采用氮、磷、钾三因素的二次回归正交施肥试验设计在苹果生育期内进行了田间施肥试验对苹果的淀粉酶活性、蔗糖合成酶活性、蔗糖磷酸合成酶活性进行了测定分析了不同施肥处理与果实糖分积累相关酶活性的关系,结果表明果实发育过程中淀粉酶活性总体呈下降的趋势其中在幼果期为最大值托38mgg在着色期达到最小值为0.011mg/g;蔗糖合成酶活性总体呈急剧上升趋势其中在幼果期未检出而在成熟期达到了最大值为6178mg/g·L）;蔗糖磷酸合成酶活性总体呈缓慢上升趋势但上升幅度不大其中在幼果期与蔗糖合成酶一样未检出而在成熟期达到了最大值为366mg/g·L）通过回归分析得以成熟红富士苹果蔗糖合成酶活性值为经济目标时各个因素的最佳组合为蔗糖合成酶活性为184.445mg/（g·L）;施氮量1.3090kg株,各因素对蔗糖合成酶活性影响的顺序钾：磷：氮,氮与磷、氮与钾均呈负交互作用磷与钾呈正交互作用。     

天津地区红富士苹果套袋栽培技术

对红富士苹果进行套袋栽培,可以有效地降低病、虫、鸟等对果实的为害,减轻果面污染,是生产无公害果实的重要途径。天津市静海县果树技术推广站2001-2003年在承担天津市农委项目《精品果园综合技术推广》过程中,对红富士苹果套袋栽培技术做了专题研究,摸索出了适宜天津地区红富士苹果套袋栽培的相关技术。     

SOD红富士苹果生产技术

从整形修剪、SOD使用、花果及肥水管理、病虫害防治等方面简介了SOD红富士苹果生产技术。     

三门峡红富士苹果始花期预测模型研究

为了提高三门峡红富士苹果始花期预测水平和花期冻害防御能力,本研究分析了气象因子与苹果始花期之间的关系,依据不同数据组合,利用回归法建立了4种始花期预测模型。结果表明：3月中旬平均气温、下旬平均气温、3月平均气温、≥0℃积温、≥3℃活动积温和有效积温、≥5℃活动积温和有效积温与始花期呈明显的负相关;<0℃积温与始花期呈明显正相关。降水量、日照时数与始花期之间相关性差。通过模型检验,基于≥3℃活动积温和<0℃积温模型作为最优始花期预测模型。该模型可为当地苹果花节气象服务及指导花期冻害防御提供科学依据。     

套袋对富士苹果果实品质的影响

本试验研究了苹果套塑膜袋和纸袋形成的微域环境对富士苹果果实品质的影响。结果表明:套袋果实硬度与对照相比无明显变化。果皮中SOD活性升高,而POD活性则相反;矿质元素的变化为:Mg含量套纸袋较塑膜袋和对照显著升高;Fe含量各处理间无差异;Ca、Zn含量对照极显著高于套袋果。同时套纸袋能明显提高果皮中花青素含量、果实含水量和可滴定酸含量,但可溶性固形物减少,可溶性蛋白和Vc含量与对照无显著差异。套塑膜袋对提高果皮花青苷含量没有明显作用,果实含水量、可溶性固形物含量与对照相比相差不大,可滴定酸含量明显下降,可溶性蛋白和Vc含量升高。