基于颜色特征和BP神经网络的大米加工精度判别方法研究

提出了基于颜色特征和BP神经网络判别大米加工精度的方法。设计了基于机器视觉的大米加工精度检测装置采集大米图像,利用图像处理技术对获取的大米图像进行预处理,提取大米籽粒目标图像;在大米籽粒腹部确定半径为R的圆形区域作为颜色特征值提取区域,将颜色特征值提取区域按面积平均分成5个同心圆子区域,提取每个子区域的R、G、B颜色值,并将颜色值转成色调H值作为描述大米籽粒表面加工精度的颜色特征值,以5个颜色特征值作为输入值,采用BP神经网络对大米的加工精度进行检测。试验结果表明:该方法对4种不同加工精度大米样品籽粒检测的平均准确率为92.17%。     

基于高光谱图像信息的李果实成熟度判别

本文以李果实作为研究对象,基于高光谱图像技术对不同成熟度的李果实(未熟、半熟、成熟和过熟)样本的图像信息进行采集,对采集样本的图像进行中值滤波去噪处理。运用Matlab软件编程对各种成熟度样本的图像进行颜色特征值提取,分别获得RGB和HSV彩色图像模型不同分量的平均值(μ)和标准差(σ)作为颜色特征值,并建立RGB、HSV颜色特征值以及RGB-HSV特征值相融合的样本成熟度PLS判别模型,并对所建立的判别模型进行预测。结果表明,基于RGB-HSV相融合颜色特征值的判别模型准确率优于RGB与HSV,其对未熟、半熟、成熟、过熟的判别准确率达到了98.4%、90.0%、85.6%及90.9%。该方法建立的判别模型不仅简化,而且增强了模型的判别能力,为实现李果实成熟度的无损检测和判别提供理论依据。     

基于超声成像技术的火腿肠等级判别

本研究通过超声成像技术实现火腿肠的等级判别,利用火腿肠的蛋白质、脂肪、淀粉等理化指标,将其分为特级、优级、普通级。分别采集3个等级的火腿肠共120份超声图像信息,提取图像的角二阶矩、熵、平均值等常见纹理特征值。然后利用主成分分析(PCA)结合K-最近邻法(KNN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)化学计量学方法建立基于纹理特征的火腿肠等级判别模型。结果表明:不同等级火腿肠的超声图像差异明显,且超声图像的纹理特征值差异显著(P0.05)。建立的识别模型中,LS-SVM模型的校正集识别率为100%,预测集识别率为94.87%;KNN模型优于LS-SVM模型,当主成分数为2,K为1时,KNN模型对应的校正集识别率为97.53%,预测集识别率为97.44%。超声成像技术可实现火腿肠等级的快速准确识别,研究结果可为超声成像技术在火腿肠等级判别方面的应用提供参考。     

纺织产品计算机图像处理中特征值的提取及其应用

图像特征值的提取是图像处理技术的一个重要组成部分。文中综合论述了在纤维材料、纱线和织物样本检测中图像特征值的提取方法,以及特征值提取在织物外观计算机模拟中的应用,旨在说明为解决一个复杂问题联合应用计算机IP技术和CG技术的必要性。     

一种基于连通域标记的纸病检测算法

提出了一种基于段的连通域标记处理算法,同时对纸病区域进行连通域标记和形状特征值提取,旨在提高纸病检测的准确率和效率。该算法利用纸病区域为简单连通图像的特点,采用段技术实现了纸病区域的标记处理,探讨了在标记处理同时快速统计与形状特征值计算有关的中间参数的方法,利用标记结果及形状特征值实现了纸病的快速检测。该算法优化了标记处理与形状特征值提取的过程,减少了纸病图像的扫描次数。结果表明,该算法达到了准确、快速的纸病检测效果,且易于扩展到实际的纸病检测系统中。     

显色图像分析技术在水稻叶耳花青甙显色目测分级中的应用

目的基于颜色特征的叶耳花青甙显色分级研究。方法以水稻倒二叶叶耳花青甙显色测试为切入点,在Emgu Cv3.0图像分析软件基础上,对完成图像分割的目标区域提取红绿蓝(red green blue, RGB)、色调饱和度亮度(hue saturation value, HSV)颜色特征,利用SPSS软件对颜色特征和测试分级数据进行相关性、回归等统计分析,建立颜色特征多元回归模型。结果叶耳花青甙显色强度与R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)、H(色调)、V(亮度)极显著负相关;所有颜色特征值中,G值与叶耳花青甙显色强度相关性最显著,是一元和多元回归主要自变量; G值建立的一元回归模型中, R~2为0.980;多元回归模型R~2值为0.994。结论回归模型的拟合效果好,用这两个模型均可完成叶耳花青甙显色强度分级。     

基于灰度梯度共生矩阵和SVDD的织物疵点检测

织物疵点检测是现代纺织工业产品质量控制中的关键环节之一,对保证纺织品质量具有重要的现实意义。文章基于此提出一种灰度梯度共生矩阵(GGCM)和单分类器(SVDD)结合的检测方法。该方法首先对织物原图像采用自适应中值滤波、同态滤波进行预处理,以消除图像上的光照不匀和噪声等影响,然后利用灰度梯度共生矩阵对预处理后的图像提取15个特征值并组成特征向量,经归一化后送入到单分类器SVDD中训练和测试。实验结果表明:使用此方法进行疵点检测,检验正确率达97%,漏检率为4. 5%和误检率为1. 4%,具有很好的检测效果。     

基于特征融合的猪肉新鲜度高光谱图像检测

利用高光谱反射图像技术研究了猪肉新鲜度的无损检测。采集了180个猪肉样本在400~1 000 nm范围内的高光谱反射图像,提取了高光谱图像的光谱均值和熵两类特征;分别利用连续投影算法、主成分分析,以及连续投影算法结合主成分分析3种特征降维方法,提取了反映肉类新鲜度信息的重要特征变量;并建立了这些特征变量与挥发性盐基氮(TVB-N)的最小二乘支持向量机(LSSVM)预测模型;在此基础上提出了猪肉TVB-N含量的可视化检测方法。研究结果表明:相比于单一特征模型,利用光谱均值和熵融合特征的LSSVM模型可显著提高模型的准确度;连续投影算法结合主成分分析的特征降维方法,可显著降低模型的复杂度,提高模型准确度。利用光谱均值和熵两类特征,通过连续投影算法和主成分分析相结合的特征降维方法所建立的LSSVM预测模型,可取得最佳的预测准确度,其预测集的均方根误差RMSEP为1.96,相关系数(RP)为0.948,剩余预测偏差(RPD)为3.12,可满足实际检测需要。建立在此基础上的可视化方法,可直观显示肉类的腐败区域和程度。     

基于高光谱成像技术的工夫红茶数字化拼配

以祁门红茶5?级6?孔正子口、5?级8?孔正子口、6?级6?孔正子口和6?级8?孔正子口4?种原料拼配成工夫红茶,应用高光谱图像系统获取拼配后茶样的光谱和图像信息。采用连续投影算法筛选光谱特征值;通过对图像做主成分分析,提取5?个特征波长,采用灰度共生矩阵法提取5?个特征波长下的图像纹理特征值。分别以光谱特征值、纹理特征值以及融合特征值作为模型输入值,结合偏最小二乘、最小二乘支持向量机（least squares-support vector machine,LS-SVM）和反向传播人工神经网络方法建立茶叶拼配配比定量预测模型,并对模型的结果做比较。结果表明,以光谱特征值与纹理特征值融合后的值为输入参数,结合LS-SVM方法建立的模型,配比预测正确率达到了94.5%,预测结果较好。研究结果为出口茶叶数字化拼配的可行性提供理论依据。     

三维重建在猪胴体体型特征提取中的应用

为提高猪胴体自动化定级的准确性,利用双摄像机构建了三维重建系统对猪胴体定级所涉及的胴体特征进行提取,该系统通过胴体图像处理、摄像机标定、基于极线约束的立体匹配、三维坐标计算等步骤对猪胴体特征部位进行了三维重建。三维重建得到的胴体1/2处横长的特征值相对于其真实值的误差小于5%,而利用单一图像获取的该特征值的误差为10%;胴体6⁷肋处膘厚的三维重建的结果相对于其真实值的误差小于8%,而利用单一图像获取的该特征值的误差为20%;表明猪胴体体型特征值的三维重建结果比从单幅图像中提取更贴近实际值。     

Radio-frequency heating to inactivate Salmonella Typhimurium and Escherichia coli O157:H7 on black and red pepper spice

The efficacy of radio-frequency (RF) heating to inactivate Salmonella Typhimurium and Escherichia coli O157:H7 on black and red pepper spice was investigated. A 27.12 MHz RF heating system consisted of two parallel-plate electrodes was used, with the sample being placed between them. Black peppers (whole and ground) and red peppers (+ 16 mesh, -16 + 25 mesh, and -25 mesh) inoculated with S. Typhimurium and E. coli O157:H7 were treated with RF energy during 50s for black peppers and 40s for red peppers, and color change of samples was evaluated after treatment. RF heating for 50s resulted in 2.80 to 4.29 log CFU/g reductions of S. Typhimurium and E. coli O157:H7 in black peppers and RF heating of red peppers for 40s reduced pathogens by 3.38 log CFU/g to more than 5 log CFU/g (below the detection limit) without affecting the color quality change. The results suggest that RF heating has the potential for novel thermal process to control foodborne pathogens in spice.     

玉米籽粒霉变等级高光谱图像检测方法研究

为了快速、无损检测出储藏玉米籽粒不同霉变状况,提升玉米收储环节质检效率,尝试利用高光谱成像技术结合机器学习算法构建玉米籽粒霉变等级分类模型。采集400-1000nm波段范围内玉米籽粒高光谱图像,以测定的真菌孢子数为依据,将籽粒霉变状态划分为健康、轻度霉变、中度霉变和重度霉变4个等级,采用随机蛙跳(RF)算法优选出7个光谱特征变量,针对特征波段图像,利用Tamura算法共提取出21个纹理特征变量,基于颜色矩提取出21个颜色特征变量。进一步结合支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)和偏最小二乘回归(PLSR)三种算法分别建立基于光谱、图像和图谱特征融合的玉米籽粒霉变等级分类模型。经分析比较,融合光谱和图像特征并结合ELM算法建立的分类模型用于玉米籽粒霉变等级识别效果最优,训练集和测试集分类准确率(Acc)分别为94.21%和93.86%,并将玉米籽粒霉变等级进行可视化表达。研究结果有望为玉米霉变籽粒高光谱现场快速检测设备研发提供技术支持。     

不同热处理对泡椒挥发性风味化合物的影响分析

目的 研究不同加热处理方式对泡椒挥发性风味的影响。方法 利用气相色谱-离子迁移谱法(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)检测分析经煮制、蒸制、炒制和微波加热泡椒样品中挥发性风味化合物的差异性。结果 利用GC-IMS技术从对照组和处理组泡椒样品中共检测出120种主要挥发性风味化合物,其中酯类、醇类、烃类、醛类、酸类和酮类为泡椒中的主要贡献物质,其相对含量占比样品中挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)相对含量的91.76%;经正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA),筛选出15种可作为区分不同处理泡椒样品中影响VOCs差异性的最关键特征性变量。结论 GC-IMS技术有效地区分出了不同加热处理之后泡椒样品挥发性风味物质的差异性,基于OPLS-DA可全面、客观地对不同热处理泡椒样品进行区分和评价。     

基于计算机视觉的核桃外观缺陷检测

为快速准确识别核桃外观缺陷(黑斑、破裂),自行搭建图像采集系统采集样本图像。预处理后采用形态学和逻辑运算去除背景,基于样本图像提取18个颜色特征参数和20个纹理特征参数。采用形态学和逻辑运算提取缺陷部分和样本投影像素面积的比值t以及样本图像阈值分割后二值图像的欧拉数。分别采用回归系数法(Regression Coefficient,RC)和连续投影法(Successive Projections Algorithm,SPA)优选特征参数并建立偏最小二乘法(PLS)模型。结果表明,基于SPA法优选特征参数建立的模型性能最优。将SPA法提取的5个优选特征参数作为输入建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型,并对预测集样本进行预测。结果表明,对正常核桃、黑斑核桃、破裂核桃的判别准确率分别为88.9%、83.3%、94.6%,总判别率为88.9%。本研究建立的方法能够很好的对核桃外观缺陷进行检测,为今后核桃的在线检测分选提供了技术支持。     

Effects of freezing on the organic acid content of frozen green beans and Padrón peppers

HPLC (using a C₁₈ column and water at pH 2.2 as the mobile phase) was used to monitor the quantities of oxalic acid (UV detection at 245?nm) and quinic, malic, citric and fumaric acids (UV detection at 215?nm) of deep-frozen (?22?°C) green beans and Padrón peppers over 12 months. Malic, oxalic and citric acid contents decreased considerably in the first month of frozen storage, then oscillated before returning to those one-month levels after 12 months. The amount of fumaric acid increased, most notably in the peppers. Quinic acid was only detected in the peppers; its content also increased. Freezing the vegetables in vacuum-sealed bags did not moderate these changes. Blanching the beans decreased the quantities of all the acids in the vegetable; then, in most cases, values varied similarly to those of the unblanched beans (notably, the citric acid content of the blanched beans doubled during the first 6–8 months of frozen storage, then fell sharply to roughly its initial, post-blanching level). Overall, blanching and then freezing green beans led to greater losses of their organic acids compared to freezing alone.     

Dissipation rates of insecticides and fungicides in peppers grown in greenhouse and under cold storage conditions

The dissipation of three insecticides (pirimicarb, pyriproxyfen and buprofezin) and three fungicides (cyprodinil, fludioxonil and tebuconazole) in peppers was evaluated in a study carried out on an experimental greenhouse. Pepper samples were collected during 6 week period in which two successive applications of these pesticides were performed. Gas chromatography (GC) with nitrogen–phosphorus detection (NPD) was used to study the disappearance of these compounds in peppers. Confirmation analysis of pesticides was carried out by capillary gas chromatography coupled with mass spectrometry in the selected ion monitoring (SIM) mode. At the preharvest interval the residue levels were below the legal limit established in Spain. The disappearance rates of these compounds on peppers were described as pseudo-first-order kinetics (r between 0.953 and 0.997) and half-life in the range of 4.41 and 21.47 days. After thirty days under cold and darkness storage conditions, dissipation of buprofezin and pyriproxyfen were not observed. However, dissipation rate in pepper of pirimicarb cyprodinil, fludioxonil and tebuconazole in refrigerated were observed. This, the half-lives for these pesticides were 5–9 times greater under refrigeration.     

Strobilurin residue levels in greenhouse‐grown pepper and under cold‐storage conditions

BACKGROUND: Azoxystrobin and kresoxim‐methyl are strobilurin fungicides widely used in vegetable cultivation in southeastern Spain. The dissipation of these fungicides in peppers was evaluated in a study carried out in a greenhouse and under cold‐storage conditions. Pepper samples were collected during a 5‐week period in which two successive applications of these pesticides were performed. Gas chromatography (GC) with nitrogen–phosphorus detection (NPD) was used to study the disappearance of these compounds in peppers. RESULTS: The disappearance rates of azoxystrobin and kresoxim‐methyl on peppers were described as pseudo‐first‐order kinetics (r between 0.950 and 0.992) and half‐life in the range of 10.28–15.21 days. These fungicides showed similar behaviour because they are structurally similar. After 21 days under cold and darkness storage conditions, dissipation of azoxystrobin and kresoxim‐methyl were not observed. CONCLUSION: The pre‐harvest times established by Spanish law for these fungicides are correct since the residue levels were below the legal limit after two applications at the maximum recommended doses. Pepper storage or transport under refrigerated and darkness conditions do not contribute to dissipation of azoxystrobin or kresoxim‐methyl residues. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry     

番茄、甜椒中转基因成分和内源基因的多重PCR检测方法的建立

采用SDS法提取番茄未成熟及成熟果实和甜椒成熟果实中的总DNA,内源rbcL基因扩增结果均为阳性,表明已提取到DNA及DNA中不存在抑制PCR的物质。应用花椰菜花叶病毒(Cauliflower mosaic virus,CaMV)35S启动子、根癌农杆菌胭脂碱合成酶基因(nos)终止子和大肠杆菌K12菌株新霉素磷酸转移酶Ⅱ(nptⅡ)基因的三重PCR检测样品DNA中的转基因成分,结果均为阴性。将番茄、甜椒的DNA和阳性质粒pBI121进行混和,作为PCR反应的DNA模板,成功建立了可同时检测内源rbcL基因、nptⅡ基因、CaMV35S启动子和nos终止子的多重PCR方法。多重PCR方法具有快速、简便、准确等特点,在转基因产品检测上具有重要的应用价值。     

剁辣椒家常加工对5种农药残留的影响

为研究剁辣椒家常加工过程对农药残留的影响,在实验室模拟沉积农药条件下,通过优化分散固相萃取方法建立了剁辣椒中5种农药的QuEChERS结合液相色谱-串联质谱检测方法,研究了经水洗、晾干、切碎、加盐腌制4道家常加工工序后,吡虫啉、啶虫脒、精甲霜灵、嘧菌酯和苯醚甲环唑5种农药在剁辣椒加工过程中的残留量变化情况。结果表明:剁辣椒中5种农药的残留量随着加工工序的增加而呈下降的趋势,全过程加工因子分别为0.2、0.32、0.23、0.21和0.14。经过剁辣椒家常腌制21 d后5种农药的农药残留的膳食暴露量大大降低,膳食风险指数分别较未加工降低了80.6%、68.7%、76.3%、78.4%、85.9%。而在不同加工工序中不同农药的加工因子变化有差异,这与农药本身的理化特性密不可分,log Kow（辛醇水分配系数）值小的农药（吡虫啉和啶虫脒）,在水洗处理下的残留量少,且冲洗处理较浸泡处理去除农药效果好;而log Kow值大的农药（嘧菌酯和苯醚甲环唑）,在加盐腌制处理下的残留量少,且在剁辣椒腌制的无氧环境中农药降解速率逐渐变缓。因此剁辣椒家常加工过程可以减少农药残留量,提高剁辣椒食用安全性。