基于激光图像的水果表面农药残留检测试验研究

初步探讨了运用激光图像技术来检测水果表面农药残留的方法。应用自行研制的激光图像采集系统获取水果光谱图像,通过对比研究水果表面不喷洒农药、喷洒农药、喷洒不同浓度农药的水果图像特征分析可知,一般未喷洒农药的水果灰度图像灰度值分布在1~100范围内像素点总数低于喷洒农药后的水果灰度图像;喷洒不同浓度农药水果的图像像素灰度值在1~100范围内像素点个数也有明显的差别;但喷洒农药的浓度与像素值聚集在0~100范围内的像素个数之间规律性不明显,有待进一步研究。试验研究表明,用激光图像技术检测水果表面的是否存在农药残留是可行的。     

水果内部品质光特性无损检测研究及应用

基于水果光特性的无损检测和分级技术正越来越广泛地应用于水果的产后加工和质量评判中.本文介绍了水果内部品质光学特性检测原理及检测系统组成,分析了规则反射、透射和漫反射3种光特性测量方法在水果内部品质检测中的优缺点,并阐述了水果的糖度、酸度、硬度等内部品质光特性无损检测的国内外最新研究进展和应用前景.     

对称结构一维三元光子晶体的透射谱和电场分布

用传输矩阵法研究对称结构一维三元光子晶体(ABC)n(CBA)n的透射谱及内部电场分布,结果发现:随着n的增加,出现的单条透射峰越加锋锐,光子晶体内部局域场越强;当增加介质层A或C的折射率时,透射峰向长波方向移动,且随着nA的增加,光子晶体内部局域场逐渐减弱,而随着nC的增加,光子晶体内部局域场则逐渐增强.这些传输特性可为光子晶体设计和制造新型光学器件提供参考.     

灰体场中原子和光场的熵交换研究

研究了二能级原子与灰体场相互作用过程中原子和光场线性熵的交换规律,讨论了失谐量以及腔场光子数分布对原子和光场线性熵交换的影响。结果表明,原子和光场线性熵的振动周期由失谐量决定,熵交换量的振幅与入射光强度、腔体温度及吸收系数有关。     

灰体场中原子和光场的熵交换研究

研究了二能级原子与灰体场相互作用过程中原子和光场线性熵的交换规律,讨论了失谐量以及腔场光子数分布对原子和光场线性熵交换的影响。结果表明,原子和光场线性熵的振动周期由失谐量决定,熵交换量的振幅与入射光强度、腔体温度及吸收系数有关。     

水稻种子蛋白质突变体米粒内蛋白质的分布特性分析

了解稻米米粒内部蛋白质的含量、成分及分布特征是改良稻米营养品质的基础。以水稻品种越光及其3个种子蛋白质突变体为材料,对其米粒内部蛋白质的成分和分布特征进行分析,发现"越光"与突变体材料的米粒内部蛋白质的分布特征不同,在不同材料米粒的不同部位,种子蛋白质的组成成分和含量表现出明显的差异。这些种子蛋白质突变体,为揭示水稻贮藏蛋白积累机制和改良稻米营养品质提供了基础材料。     

灰体腔中场的线性熵研究

研究了与灰体辐射场相互作用的J-C模型中场的线性熵的演化规律,讨论了腔体吸收系数、入射场的光子数分布、热场的平均光子数对场的线性熵的影响.结果表明,灰体辐射场中光场的线性熵依赖于腔体吸收系数、入射场的光子数分布和热场的平均光子数.     

脐橙表面农药残留的计算机视觉检测方法研究

经不同种类农药处理后,采集脐橙激光散射图像,通过对表面是否喷洒农药,以及表面喷洒不同种类农药的水果图像进行处理,用一元非线性方程拟合脐橙图像灰度值分布曲线。结果表明,脐橙图像灰度值在10~100范围内的灰度曲线拟合模型与农药残留是密切相关的,能用于区分脐橙表面是否存在农药残留。     

基于区域亮度自适应校正算法的脐橙表面缺陷检测

【目的】针对类球型水果表面亮度分布不均现象,传统算法难以有效直接分割水果表面缺陷区域问题,提出一种基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法。【方法】选择区域经济价值较高的纽荷尔脐橙为研究对象,对其采集原始可见光RGB图像。试验中发现R-B融合分量图像灰度呈明显双峰分布,故根据直方图信息利用单阈值法(分割阈值T1=60)去除图像背景,获得R-B目标图像;基于本文提出的一种区域亮度自适应校正算法对脐橙表面缺陷进行检测,首先设定目标图像邻域窗口大小为w×w(邻域窗口大小w=13),通过对其窗口大小内较亮像素点的集合提取脐橙表面亮度信息,然后基于此表面亮度信息对去除背景的R-B目标图像进行均一化校正,经亮度校正后的图像发现其表面缺陷区域与正常组织区域灰度对比度大,宜采用单阈值法(分割阈值T=194)直接对亮度校正后的脐橙图像进行表面缺陷分割提取;最后对表面缺陷分割后的二值化图像进行面积滤波以去除杂散点及噪声。【结果】采用双峰法可在有效去除图像背景的同时完好保留目标脐橙表面信息;基于区域亮度自适应校正算法对溃疡病果、蓟马虫果、介壳虫果、虫伤果、黑星病果、风伤果、炭疽病果、裂伤果等8种常见脐橙表面缺陷果,共计356幅样本图像进行亮度校正,采用单阈值法对亮度校正后的图像进行表面缺陷分割,其分割率高,整体缺陷准确识别率达到了95.8%,平均处理每幅图像耗时0.29 s。与直方图均衡化算法、基于Retinex理论算法以及基于照度-反射理论算法得到的亮度校正图像相比,本文算法亮度校正效果最优且算法简单、缺陷识别率高、计算速度快,其运算速度分别减少了0.27、0.14和1.45 s,缺陷识别率提高了2.6%—8.2%。【结论】基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法有效解决了脐橙类水果表面亮度分布不均导致的表面缺陷难分割问题,为脐橙在线精确分级提供了技术支持,也为其他类球型水果表面缺陷快速检测提供了一种新方法。     

Study and application of non destructive methods used to determine quality of fruit and vegetables

在分析水果和蔬菜品质评估和控制的常规方法的基础上 ,分析研究了水果蔬菜的无损品质检测的新技术和方法 ,主要的技术有碰撞试验法、音频和声波振动法、X射线法、核磁共振法、图像分析法及激光技术等 研究了采用这些方法进行水果和蔬菜多种品质指标的无损检测新方法 ,为水果蔬菜的快速无损检测提供了方法和依据     

Immature peach detection in colour images acquired in natural illumination conditions using statistical classifiers and neural network

Detection of immature peach fruits would help growers to create yield maps which are very useful tools for adjusting management practices during the fruit maturing stages. Machine vision algorithms were developed to detect and count immature peach fruit in natural canopies using colour images. This study was the first effort to detect immature peach fruit in natural environment to the authors’ knowledge. Captured images had various illumination conditions due to both direct sunlight and diffusive light conditions that make the fruit detection task more difficult. A training set and a validation set were used to develop and to test the algorithms. Different image scanning methods including finding potential fruit regions were developed and used to parse fruit objects in the natural canopy image. Circular Gabor texture analysis and ‘eigenfruit’ approach (inspired by the ‘eigenface’ face detection and recognition method) were used for feature extraction. Statistical classifiers, a neural network and a support vector machine classifier were built and used for detecting peach fruit. A blob analysis was performed to merge multiple detections for the same peach fruit. Performance of the classifiers and image scanning methods were introduced and evaluated. Using the proposed algorithms, 84.6, 77.9 and 71.2 % of the actual fruits were successfully detected using three different image scanning methods for the validation set.     

‘富士’苹果痘斑病与Ca营养、分布和定位

【目的】研究苹果痘斑病果实和健康果实不同部位Ca、K和Mg含量及离子微区分布,分析Ca定位与痘斑病发生之间的关系,探讨果实产生痘斑病的主要原因。【方法】以‘短枝富士’苹果（Malus domestica cv. Spur Fuji）为材料,用原子吸收法测定患痘斑病果实（简称病果）与健康果实（简称健果）的顶、中、底部果皮组织中Ca、K和Mg含量。同时,用X射线能谱仪分析果皮和果肉组织中Ca、K和Mg的微区分布,并观察Ca在亚细胞水平上的分布规律。【结果】病果的果皮中Ca含量显著低于健果,而K和Mg含量与健果无显著差别。X射线微区分析证明,健果果皮中Ca和K的X射线峰值显著高于病果的,健果果肉中Ca峰值显著高于病果的,K的峰值相反,但病斑区域K峰值极高。在健果中,Ca颗粒大量存在于果皮或果肉的液泡中,且分布均匀,但在病果中,Ca颗粒分布显著减少,尤其是在病斑区域的果皮细胞中,大量Ca颗粒出现在内陷的液泡膜之外,且其细胞形状不规则,内含物减少,内部形成大小不同的囊泡。【结论】病果的果皮组织中Ca含量明显低于健果的,病斑区果肉中积累大量的K。果皮细胞内Ca外泄,液泡内Ca明显减少。这些揭示细胞内Ca参与苹果果实痘斑病的发生。     

晚熟桃园梨小食心虫越冬茧的空间分布研究

[目的]了解晚熟桃园梨小食心虫越虫茧的空间分布情况。[方法]以中华寿桃、北京晚蜜和黄金冬桃为试材,研究了晚熟桃园梨小食心虫越冬茧的空间分布情况。[结果]越冬茧主要分布在桃树的地上部,土壤及地表枯枝中较少,残果、芽、落叶和杂草内未发现越冬茧;各部位的梨小食心虫越冬茧比例分别为:地上部占越冬茧总量的89.62%,土壤中占10.31%,地表枯枝中占0.69%。[结论]为梨小食心虫越冬代的防治提供了理论依据。     

文冠果不同果型种实性状的概率分布与选择

文冠果是无患子科单属种,其种群野生濒危,生境破碎化严重且具有自交不亲和性。文冠果有“千花一果”之称,为提高其产量,测量了4年生文冠果实生园1 051个单株的坐果序数、坐果数、果实质量、种子质量、壳质量、平均单粒质量共6个种实性状并对各种实性状按不同果型进行了单因素方差分析和分布拟合。结果表明:不同果型之间果实质量、种子质量、壳质量、平均单粒质量4个种实性状之间差异极显著,而坐果序数和坐果数2个种实性状之间差异不显著。所有种实性状均符合威布尔分布,其中果实质量、种子质量、壳质量、坐果序数和坐果数5个种实性状均符合左偏威布尔分布,说明丰产是个“小概率”事件;平均单粒质量近似正态分布,说明实验园整体种子大小较为稳定,极大值与极小值的出现概率均比较低。基于威布尔概率分布建立了早期性状选择的模型,模型预测大桃型、倒卵型、尖柱型、凸桃型、短桃型、柱型在种子质量和平均单粒质量上选择概率均比较高,可作为丰产果型,其中大桃型为丰产的最理想果型;小柱型、小桃型和短柱型的种子质量和平均单粒质量的选择概率较低,不适合作为丰产选优果型。因此可根据该分布的特性对不同果型进行选择,为进一步的育种选优提供理论支持。      

桃树冠层相对光照分布与果实产量品质关系的研究

 【目的】研究桃树开心形树冠内相对光照强度与果实品质的关系。【方法】以5年生晚蜜为试材,以树干为中心,用竹竿将树冠分成不同层次、方位的50 cm×50 cm×50 cm的立方体,在生长时期测量不同部位相对光照强度,成熟期测量不同部位果实产量和品质。【结果】桃树开心形树冠内相对光照强度随树冠由外到内、由上到下逐渐递减;在第一次叶幕形成和最终叶幕形成的两个不同时期,不同相对光照强度的树冠体积占整个树冠体积的比例差异显著,小于30%的分别占7.71% 、47.91%,大于80%的分别占27.7% 、3.13%;果实主要集中分布在树冠上、中部1.5～3.0 m。回归方程解析得出果实单果重和可溶性固形物含量与相对光照强度均呈显著相关性。【结论】相对光照强度是影响果实单果重和可溶性固形物的主要因素,生产优质桃果实的最低相对光照强度为36.31%,生产中应注意合理进行夏季修剪,调节枝叶数量和空间分布,降低相对光照强度小于36.31%的树冠空间体积。     

不同类型果袋对秦王桃品质的影响

以中晚熟桃(Amygdalus ferganensis)秦王为试材,研究了不同果袋对果实外观品质和内在品质的影响。结果表明,套单层双色纸袋使成熟期果实果皮中叶绿素和类胡萝卜素分别比对照降低26.48%和44.62%,但花青苷却增加6.89%,且果实硬度略有增加,果面干净,色泽鲜艳,外观品质提高;可溶性糖、有机酸含量略有下降。套双层双色纸袋与套单层双色纸袋对桃果实的外观品质和内在品质的影响差异不明显。套塑膜袋易产生日灼。在陕西关中地区,对中晚熟桃套袋,选择单层双色纸袋效果较好。     

8种不同类型果袋对‘岱妃’桃果实品质的影响

选用8种不同类型果袋对‘岱妃’桃进行套袋处理,研究了套袋对果实大小、内在品质和果皮色差的影响。结果表明,套单层黑色无纺布袋的果实单果重最大,套双层外黄内黑纸袋的果实内在品质较好,套双层外黄中黑里红纸袋的果实色差最好。综合各项指标,双层外黄内黑纸袋是8种果袋中最适合‘岱妃’桃套袋的袋型。     

An adaptive image segmentation algorithm for X-ray quarantine inspection of selected fruits

Although X-ray scanners are commonly used in airports or customs for security inspection, practical application of X-ray imaging in quarantine inspection to prevent propagation of alien insect pests in imported fruits is still unavailable. The first step to identify insect infestation in fruit by X-ray imaging technique is image acquisition. This is followed by the image segmentation procedure, which can locate sites of infestation. Since the grey level of X-ray images depends on the density and thickness of the test samples, the relative contrast of infestation site to the intact region inside a typical fruit varies with its position. To accurately determine whether a fruit has signs of insect infestation, we have developed an adaptive image segmentation algorithm based on the local pixels intensities and unsupervised thresholding algorithm. This paper presents the detailed image processing procedure including the grid formation, local thresholding, threshold value interpolation, background removal, and morphological filtering for the determination of infestation sites of a fruit in X-ray image. The real-time image processing procedure was tested with X-ray images of several types of fruit such as citrus, peach, guava, etc. Additional tests and analyses were also performed using the developed algorithm on the X-ray images obtained with different image acquisition parameters.     

桃仁蜂成虫田间破核节律及其影响因素研究

采用田间连续观察方法,研究泰安地区桃仁蜂田间破核节律以及气象因子对其产生的影响,为桃仁蜂防控提供预测预报。2016年桃仁蜂越冬虫核率为45.38%。桃仁蜂发育与桃相关物候期大致吻合。桃仁蜂成虫破核初见日为4月11日,此时桃处于幼果期,雄成虫高峰日为4月13日,终见日为4月22日,破核历期12 d;雌成虫和种群高峰日均为4月17日,终见日为4月24日,破核历期14 d。破核后期部分桃果进入硬核期。成虫发生前期,破核数量与日平均气温呈正相关。降雨和骤然降温不利于成虫破核和活动。高峰期过后,成虫破核数量受天气因素影响较小。桃仁蜂成虫破核时间集中在每天8:00—16:00,种群破核高峰为10:00—11:00。桃仁蜂破核期间雌成虫比例呈逐日上升趋势。成虫发生期种群死亡率达50.25%,破核率为45.86%,滞育率仅占3.89%。桃仁蜂成虫破核具有明显的节律性,桃仁蜂破核节律与桃物候期和气象因素关系密切,可作为田间适期防治桃仁蜂的依据。     

桃果实生长素结合蛋白ABP1的组织定位及蛋白表达分析

【目的】生长素几乎参与调控植物发育的各个方面。生长素信号转导存在由ABP1（auxin binding protein 1）介导的途径,ABP1作为一种生长素快速响应蛋白参与调控果实发育等生理过程,其主要存在于正在发育的胚及胚的周围组织中。本文旨在研究ABP1是否参与桃果实发育过程,探讨其分布与表达特点,为进一步研究桃果实发育机制奠定理论基础。【方法】以‘24号’桃果实为研究对象,测定其生长曲线以确定果实发育的3个典型时期。分离不同发育时期的中果皮、内果皮和种子,切块后,一部分样品放入EDAC溶液抽真空后进行戊二醛和多聚甲醛固定,固定后的样品经脱水和浸蜡处理后用于石蜡切片;另一部分样品液氮速冻后-80℃保存提取蛋白。制备效价较高的ABP1兔源多克隆抗体,应用免疫组织化学定位技术对自然发育状态下不同发育时期桃果实种子和中果皮中ABP1进行定位分析;应用Western blot技术分析桃果实中果皮、内果皮和种子中ABP1的表达情况。【结果】根据桃果实生长曲线,将发育时期分为3个时期,即第一次快速生长期、硬核期和第二次快速生长期。免疫组织化学定位结果表明,同一发育时期ABP1在种子的不同部位都有分布,且分布信号差异不明显。在种子发育的各时期,ABP1在种子的不同部位都有分布,主要分布在种子的内外种皮细胞以及种皮内维管组织周围的细胞中,且在观测的发育时期内,ABP1的信号强弱没有明显变化。在种子内、外种皮之间的细胞层中会出现零散的、呈带状分布的ABP1信号。而在中果皮发育的整个时期,ABP1只在硬核期维管组织周围的细胞中有明显分布。Western blot结果表明,中果皮中ABP1的表达在果实第一次快速生长期开始（盛花后41 d）及第二次快速生长期开始（盛花后76 d）时的表达量最高,在盛花后39 d的表达量最低。种子中ABP1的表达量要高于中果皮与内果皮。【结论】ABP1在果实内的分布与表达水平存在组织和发育时期的差异性,ABP1因子参与了生长素对桃果实发育的调控过程。