谷物霉菌的高光谱成像辨识方法和霉变玉米籽粒检测方法研究
发布时间：2023-02-10 19:18
霉菌在自然界中分布广泛,种类繁多,组成复杂。谷物因含有丰富的糖类、蛋白质、淀粉等营养成分,是霉菌生长的良好基质。因霉菌作用,谷物霉变不仅造成了严重的经济损失,其产生的有毒代谢产物也威胁到了人畜的生命健康。霉变谷物的及时检出对确保谷物品质和下游产业安全意义重大。传统的感官评价和理化分析等检测方法处理时间长,不能满足霉变谷物在线、批量检测的要求。高光谱成像技术因融合了传统成像和光谱技术的优势,可以同时检测农产品的内部和外部品质,是当前农产品无损检测领域的研究热点。本文围绕霉变玉米籽粒的检出问题,选择谷物中常见的五种霉菌(黑曲霉、黄曲霉、寄生曲霉、灰绿曲霉、和青霉),利用高光谱成像技术,分别获取每种霉菌及其混合菌单点或倾注接种在不同类型培养基或玉米籽粒上生长1-6天的高光谱图像,结合图谱交互分析、物理化学表征相辅相成的多变量分析等数据处理方法,先分析了每种霉菌单菌落在不同培养基理想条件下的生长发育光学特征和不同霉菌菌落的差异,后跟踪每种霉菌菌落群在培养基和不同类型玉米籽粒基质上的生长过程,对霉菌的生长阶段特征和霉菌种类进行了辨识,最后建立了自然霉变玉米籽粒的高光谱成像判别模型并对玉米籽粒中黄...
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展分析
1.2.1 谷物霉菌的传统检测方法
1.2.2 谷物霉变的无损检测方法
1.2.3 需要解决的问题
1.3 研究目标与内容
1.4 技术路线
1.5 本章小结
第二章 实验材料与数据分析方法
2.1 实验材料选择分析
2.1.1 霉菌
2.1.2 玉米品种
2.1.3 实验设备
2.1.4 实验条件
2.2 高光谱成像系统搭建与校正
2.2.1 高光谱采集硬件系统
2.2.2 系统控制及校正
2.3 数据分析方法
2.3.1 感兴趣区域光谱提取
2.3.2 光谱预处理
2.3.3 特征变量选择方法
2.3.4 模型建立与评价
2.4 本章小结
第三章 霉菌单菌落的生长光学特征分析与种类判别
3.1 实验材料与实验过程
3.1.1 实验设计
3.1.2 样品制备
3.1.3 高光谱图像采集与预处理
3.2 霉菌单菌落的生长特征分析
3.2.1 霉菌单菌落生长阶段的高光谱特征
3.2.2 霉菌单菌落同心环形生长区的特征
3.3 霉菌单菌落种类的判别模型建立
3.3.1 基于主成分分析的霉菌种类鉴别
3.3.2 基于支持向量机的霉菌种类鉴别
3.4 本章小结
第四章 霉菌菌落群的生长时间分析与种类判别
4.1 实验材料与实验过程
4.1.1 实验设计
4.1.2 样品制备
4.1.3 高光谱图像采集与预处理
4.2 单种霉菌生长时间分析
4.2.1 基于主成分分析的霉菌生长时间分析
4.2.2 基于支持向量机的霉菌生长时间判别模型建立
4.3 霉菌种类判别
4.3.1 不同种类霉菌的图谱特性分析
4.3.2 基于支持向量机的霉菌种类判别模型建立
4.4 混合霉菌生长分析
4.4.1 混合霉菌生长时间分析
4.4.2 混合霉菌中霉菌种类判别
4.5 本章小结
第五章 籽粒上接种的霉菌生长时间分析及种类判别
5.1 实验样品准备
5.1.1 实验设计
5.1.2 样品制备
5.1.3 高光谱图像采集与预处理
5.2 籽粒上接种的单种霉菌的生长时间判别
5.2.1 不同生长时间的霉菌的图谱特性分析
5.2.2 基于支持向量机的籽粒上霉菌生长时间判别模型建立
5.3 籽粒上接种的霉菌种类判别
5.3.1 不同种类霉菌的图谱特性分析
5.3.2 基于支持向量机的籽粒上霉菌种类判别模型建立
5.4 籽粒上接种混合霉菌的生长分析
5.5 本章小结
第六章 自然霉变玉米籽粒的鉴别与籽粒中毒素检测初探
6.1 霉变玉米籽粒鉴别
6.1.1 实验样品准备
6.1.2 数据采集与预处理
6.1.3 霉变与健康籽粒的图谱特性分析
6.1.4 基于支持向量机的霉变玉米籽粒鉴别
6.2 玉米籽粒中黄曲霉毒素的检测
6.2.1 实验样品准备
6.2.2 数据采集与预处理
6.2.3 黄曲霉含量的统计分析
6.2.4 基于支持向量机的黄曲霉毒素等级分类结果
6.2.5 基于支持向量机的黄曲霉毒素含量预测结果
6.3 玉米霉变识别与毒素含量分析软件开发
6.3.1 软件界面设计
6.3.2 软件操作流程
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3739762
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展分析
1.2.1 谷物霉菌的传统检测方法
1.2.2 谷物霉变的无损检测方法
1.2.3 需要解决的问题
1.3 研究目标与内容
1.4 技术路线
1.5 本章小结
第二章 实验材料与数据分析方法
2.1 实验材料选择分析
2.1.1 霉菌
2.1.2 玉米品种
2.1.3 实验设备
2.1.4 实验条件
2.2 高光谱成像系统搭建与校正
2.2.1 高光谱采集硬件系统
2.2.2 系统控制及校正
2.3 数据分析方法
2.3.1 感兴趣区域光谱提取
2.3.2 光谱预处理
2.3.3 特征变量选择方法
2.3.4 模型建立与评价
2.4 本章小结
第三章 霉菌单菌落的生长光学特征分析与种类判别
3.1 实验材料与实验过程
3.1.1 实验设计
3.1.2 样品制备
3.1.3 高光谱图像采集与预处理
3.2 霉菌单菌落的生长特征分析
3.2.1 霉菌单菌落生长阶段的高光谱特征
3.2.2 霉菌单菌落同心环形生长区的特征
3.3 霉菌单菌落种类的判别模型建立
3.3.1 基于主成分分析的霉菌种类鉴别
3.3.2 基于支持向量机的霉菌种类鉴别
3.4 本章小结
第四章 霉菌菌落群的生长时间分析与种类判别
4.1 实验材料与实验过程
4.1.1 实验设计
4.1.2 样品制备
4.1.3 高光谱图像采集与预处理
4.2 单种霉菌生长时间分析
4.2.1 基于主成分分析的霉菌生长时间分析
4.2.2 基于支持向量机的霉菌生长时间判别模型建立
4.3 霉菌种类判别
4.3.1 不同种类霉菌的图谱特性分析
4.3.2 基于支持向量机的霉菌种类判别模型建立
4.4 混合霉菌生长分析
4.4.1 混合霉菌生长时间分析
4.4.2 混合霉菌中霉菌种类判别
4.5 本章小结
第五章 籽粒上接种的霉菌生长时间分析及种类判别
5.1 实验样品准备
5.1.1 实验设计
5.1.2 样品制备
5.1.3 高光谱图像采集与预处理
5.2 籽粒上接种的单种霉菌的生长时间判别
5.2.1 不同生长时间的霉菌的图谱特性分析
5.2.2 基于支持向量机的籽粒上霉菌生长时间判别模型建立
5.3 籽粒上接种的霉菌种类判别
5.3.1 不同种类霉菌的图谱特性分析
5.3.2 基于支持向量机的籽粒上霉菌种类判别模型建立
5.4 籽粒上接种混合霉菌的生长分析
5.5 本章小结
第六章 自然霉变玉米籽粒的鉴别与籽粒中毒素检测初探
6.1 霉变玉米籽粒鉴别
6.1.1 实验样品准备
6.1.2 数据采集与预处理
6.1.3 霉变与健康籽粒的图谱特性分析
6.1.4 基于支持向量机的霉变玉米籽粒鉴别
6.2 玉米籽粒中黄曲霉毒素的检测
6.2.1 实验样品准备
6.2.2 数据采集与预处理
6.2.3 黄曲霉含量的统计分析
6.2.4 基于支持向量机的黄曲霉毒素等级分类结果
6.2.5 基于支持向量机的黄曲霉毒素含量预测结果
6.3 玉米霉变识别与毒素含量分析软件开发
6.3.1 软件界面设计
6.3.2 软件操作流程
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3739762
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