融合多源图像信息的果实识别方法

光线变化与目标重叠是影响自然环境中果实正确识别的重要原因。为了降低两者的影响,研究了融合多源图像信息的果实识别方法。在图像配准的基础上,优选了H分量图与幅度图像作为待融合的源图像;由模糊推理系统(隶属度函数和模糊规则)决定权重,采用加权平均策略实现图像的像素级融合;根据融合图像中果实区域的分布规律,设计了一种基于直方图的首阈检测法以获得最佳的果实分割效果;利用深度图像的统计特性,设计了一种逐层分割图像的方法以解决重叠果实的分离问题。实验结果表明:多源融合图像用于果实识别与定位比单一图像具有更好的准确性与鲁棒性,对重叠果实的正确识别率在83.67%~94.22%之间。     

成熟期苹果树冠层器官异源图像配准

为精确构建果树冠层彩色三维空间结构,以成熟期苹果树冠层为研究对象,将PMD摄像机及彩色摄像机相结合获取冠层器官异源图像,开展异源信息配准技术研究。将SIFT算法应用于异源图像特征点提取研究中,并应用目标函数优化RANSAC算法完成同名点提纯以保证特征点匹配的有效性,避免了异源图像尺度变化及果园自然光照的影响;在分析异源图像成像效果基础上,确定了应用双线性映射模型求解异源图像空间映射关系,有效克服了应用仿射变换模型求解异源图像空间映射关系的不精确性。果园不同自然环境下的配准实验表明:提出的混合算法适用于苹果树冠层器官异源图像的配准,晴天顺光环境下的正确配准率为88.2%,晴天逆光环境下的正确配准率为84.2%,阴天环境下的正确配准率为72.7%。     

浸没式膜生物反应器内膜面传质特性实验

应用粒子图像测速(PIV)技术测试膜面附近的气液两相流动力学特性,在6种不同曝气强度条件下,测试得到膜面附近的液相流场数据,并计算得到膜面传质系数、浓差极化边界层厚度以及膜面切向应力等膜面传质特性参数。结果表明,曝气强度和液相速度对膜面传质特性的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得膜面传质特性加强。本文的研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。     

基于单目多视角视觉的珍珠品质检测

利用单目多视角摄像装置直接获取5个不同视角的珍珠表面图像,对其进行图像预处理并按照成像规则进行融合拼接,从融合拼接的珍珠全景图像中提取出珍珠表面颜色、光泽度及均匀度等特征参数;依据与国家标准相一致的判断指标与相应的检测算法来识别和检测珍珠品质。实验结果表明,设计的基于单目多视角机器视觉装置能保证在一个统一的颜色系统中一次获得珍珠整个球体表面的图像,可实时完成珍珠的颜色、光泽度及均匀度等外观品质指标的视觉检测与分类,各个指标的检测精度均达到了80%以上。     

改性白果壳对水溶液中重金属镉的吸附研究

为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂,利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性,制备成KMnO4改性白果壳(命名为WSK),用于水溶液中Cd2+的吸附,研究温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度4个因素对WSK吸附Cd2+的影响,并通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对吸附机理进行了初步探讨。结果表明,WSK是一种理想的Cd2+吸附剂,其吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关,温度越高吸附量越大;随pH的增加吸附量先升高后降低,pH为5.5时,吸附效果最佳;在60 min后基本达到吸附平衡;随着Cd2+初始浓度的升高,WSK对水中Cd2+的吸附量逐渐增加,当Cd2+浓度为300 mg·L-1时,去除率为94.49%,基本达到吸附饱和。WSK对水中Cd2+的吸附符合Freundlich模型,决定系数R2为0.94,最大吸附量为119.76mg·g-1;吸附过程符合二级动力学吸附模型,R2为0.999 5。SEM照片显示WSK表面呈多孔结构,增加了WSK的比表面积、孔容及表面吸附位点,这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明,WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合,其中-COO-起重要作用。     

离心泵压水室内部定常和非定常流动PIV测量

为研究离心泵压水室内的流动特性,利用PIV技术在内同步和外同步模式下分别测量了其内部的定常和非定常流场,详细分析了压水室内部流动现象和流动规律。结果表明,压水室内速度沿轴向分布均匀,随圆周角增大而减小;在叶轮和压水室的交界处,存在清晰的速度分界线;受蜗舌的分流作用,部分流体回流入叶轮流道,扩散管入口处速度显著降低;压水室内部周期性非定常流动规律明显,第VIII断面上,速度的大小和波动幅度沿径向均呈减小趋势,周向速度的波动与叶轮流道内部高速流区的位置有关,而径向速度的波动主要受叶片干扰和哥氏力的影响。研究结果为压水室设计以及离心泵内部流动的试验研究提供了借鉴。     

土样盒土表特征对近红外光谱测量土壤水分精度的影响

为了现场快速准确地检测土壤水肥状况,实现精细农业的目标。利用近红外光谱反射法测量土壤水分,了解土壤表面特征对测试结果的影响规律,是能否有效提高测量精度的关键,对快速测量大田的养分含量,实现精确定量管理也有重要的现实意义。该研究用近红外光谱技术测量了6个不同土样的土壤含水率,经回归分析发现：与直尺刮平相比,盒土表面筛控刮平处理的土样,其土壤含水率与光谱的相对吸收率之间有更好的相关性;不同类型的土样对光谱的相对吸收率是：中壤土＞重壤土＞轻壤土;在相同的表面处理条件下,粒径0.5≤d≤1 mm的土样,其含水率与光谱相对吸收率之间的相关性均较高。研究表明,土样表面均匀连续是测量精度提高的主要原因;而裂纹和划痕是影响测量精度的重要因素。     

紫花苜蓿幼苗耐盐性的近红外光谱鉴定

紫花苜蓿幼苗耐盐性快速鉴定对于耐盐种质资源筛选和耐盐新品种选育具有重要意义。脯氨酸和丙二醛是表征植物耐盐性的两种重要生化指标。研究应用便携式近红外仪和近红外光谱分析技术,结合偏最小二乘回归法,研究了40个不同紫花苜蓿品种幼苗耐盐性的脯氨酸和丙二醛含量,建立了新鲜样品和干燥样品的近红外漫反射光谱定量分析模型。研究结果表明：脯氨酸、丙二醛的近红外漫反射光谱分析效果均较好,校正模型决定系数R2 和验证集样品预测值与常规分析测定值的验证决定系数r2都大于0.85,两种样品脯氨酸的相对分析误差RPD值分别为1.72     

基于稳态空间分辨光谱的猪肉肌红蛋白检测方法

The objective of this work was to determine the concentration of myoglobin in fresh pork meat and establish a fast non-invasive method using steady spatially-resolved spectroscopy (SRS). The concentration of myoglobin was calculated based on absorbance coefficients at 640, 760, 800, 850 nm. The results showed that the value of myoglobin using SRS was significantly correlated (r2=0.955) to traditional methods with the accuracy of 3.6%F.S. The results showed that the concentration of myoglobin can be measured by using near infrared steady spatially-resolved spectroscopy.     

基于边缘检测的图像分割技术的研究

本文主要介绍了基于边缘检测的图像分割的相关技术,首先分析了研究目的和研究意义,然后综合国内外的研究近况,分析了当前对于图像分割技术的前景和不足。