基于高光谱图像技术的脱绒棉种品种鉴别方法研究
发布时间：2020-12-07 14:47
种子的质量关乎整个农业生产的发展,其中种子品种识别检验是保证种子质量的一个重要手段。我国棉花种植的面积比较大,杂交种发展迅速,品种层出不穷,多、乱、杂的现象十分普遍。由于传统的检测方法存在着周期长、过程繁琐等诸多缺点。因此本论文结合农业生产实际要求,将高光谱图像技术引入到脱绒棉种品种分类检测研究中,以710、新陆早41、新陆早50、新陆早57、新陆早62为研究对象,充分利用高光谱图像“图谱合一”的优势,结合化学计量方法,研究出一种方便、高效、快捷的脱绒棉种品种无损鉴定法。主要研究内容和结果如下:（1）融合高光谱图像的光谱和图像信息对脱绒棉种的品种进行识别研究。采用SG平滑及归一化法对棉种的光谱数据进行预处理,利用主动轮廓模型提取出棉种的长、宽、面积、圆形度等12个形态特征参数,选用SPA-GA-PLS投影分析对棉种的光谱和图像特征变量进行筛选,并将筛选出的7个光谱特征变量及5个形状特征变量进行融合,采用PLS-DA,SIMCA,kNN,PCA-LDA及PCA-QDA法建立基于光谱及形状信息融合的棉种分类模型。结果可得:其中PLS-DA模型的预测效果最好,该融合模型的识别精度从原来的93...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
谱仪 2、镜头 3、载物台 4、电动位移平台 5、电动位移平6、光源发生器 7、光源 8、CCD 相机图 2-1 高光谱成像系统Fig 2-1 Hyperspectral imaging system
图 2-3 脱绒棉种 ROI 提取Fig 2-3 The ROI extraction of delintedcottonseeds图 2-4 脱绒棉种光谱特性曲线Fig 2-4 The spectral curve of delintedcottonseeds2.3.2 光谱预处理由于高光谱图像在采集过程中容易受到光源分布不均及周围环境温度等影响，导致原始光谱图像既包含了样本可用光谱信息又包含了一些噪声等无用信息，这些噪声会在一定程度上影响模型的准确性和可靠性。通过对光谱的适当变换和处理，提取出高光谱中的可用信息，去除或标准光谱中的无用信息，为后续的光谱特征的提取与处理提供保障。常用的光谱预处理法有平滑、变量标准化、多元散射校正及归一化处理等，以下是几种预处理方法的简要介绍：（1）平滑平滑的目的是滤掉信号中的噪声，留下有用的信息。Savitzky-Golay 滤波器（S-G）是一种特殊的低通滤波器，它是时域内基于局域多项式最小二乘法拟合的滤波方法，这种滤波器最大的优势是在滤除噪声的同时尽可能减少平滑对有用信息的影响，可确保信
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同老化处理时间对棉花种子生理生化的影响[J]. 姬俊华,孟超敏,何庆飞. 种子. 2017(11)
[2]利用少量波段近红外光谱图像鉴定玉米种子纯度[J]. 冉航,崔永进,靳召晰,严衍禄,安冬. 光谱学与光谱分析. 2017(09)
[3]基于联合偏度的高光谱图像波段选择对玉米种子分类研究（英文）[J]. 杨赛,朱启兵,黄敏. 光谱学与光谱分析. 2017(03)
[4]基于近红外高光谱成像及信息融合的小麦品种分类研究[J]. 董高,郭建,王成,陈子龙,郑玲,朱大洲. 光谱学与光谱分析. 2015(12)
[5]棉籽油分含量近红外无损检测分析模型与应用[J]. 商连光,李军会,王玉美,李玉华,王丹,熊敏,华金平. 光谱学与光谱分析. 2015(03)
[6]近红外高光谱成像技术快速鉴别国产咖啡豆品种[J]. 鲍一丹,陈纳,何勇,刘飞,张初,孔汶汶. 光学精密工程. 2015(02)
[7]融合光谱、纹理及形态特征的水稻种子品种高光谱图像单粒鉴别[J]. 邓小琴,朱启兵,黄敏. 激光与光电子学进展. 2015(02)
[8]高光谱与机器学习相结合的大白菜种子品种鉴别研究[J]. 程术希,孔汶汶,张初,刘飞,何勇. 光谱学与光谱分析. 2014(09)
[9]基于高光谱图像光谱与纹理信息的生菜氮素含量检测[J]. 孙俊,金夏明,毛罕平,武小红,朱文静,张晓东,高洪燕. 农业工程学报. 2014(10)
[10]基于高光谱图像处理的大豆品种识别(英文)[J]. 谭克竹,柴玉华,宋伟先,曹晓达. 农业工程学报. 2014(09)
硕士论文
[1]基于高光谱图像的脱绒棉种活力检测方法研究[D]. 尤佳.石河子大学 2017
[2]基于高光谱图像信息的桑叶农残精确定量无损检测与可视化分析[D]. 蒋淑英.江苏大学 2016
[3]基于KNN算法的Android应用异常检测技术研究[D]. 刘晓明.北京交通大学 2016
[4]基于光谱的微藻藻种鉴别及内部信息（色素、油脂）检测的研究[D]. 潘健.浙江大学 2016
[5]光谱技术和籽粒性状快速鉴定棉花品种纯度和真实性的研究[D]. 顾相蕊.长江大学 2014
[6]玉米高光谱图像的特征提取与分类研究[D]. 朱晓.江南大学 2013
[7]基于红外光谱技术的牛奶掺杂判别方法的研究[D]. 何彬.天津大学 2010
[8]基于主动轮廓模型和水平集方法的图像分割[D]. 林维诗.西安电子科技大学 2010
[9]基于SSR标记的棉种真实性和品种纯度鉴定技术研究[D]. 王俊芳.中国农业科学院 2009
本文编号：2903444
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
谱仪 2、镜头 3、载物台 4、电动位移平台 5、电动位移平6、光源发生器 7、光源 8、CCD 相机图 2-1 高光谱成像系统Fig 2-1 Hyperspectral imaging system
图 2-3 脱绒棉种 ROI 提取Fig 2-3 The ROI extraction of delintedcottonseeds图 2-4 脱绒棉种光谱特性曲线Fig 2-4 The spectral curve of delintedcottonseeds2.3.2 光谱预处理由于高光谱图像在采集过程中容易受到光源分布不均及周围环境温度等影响，导致原始光谱图像既包含了样本可用光谱信息又包含了一些噪声等无用信息，这些噪声会在一定程度上影响模型的准确性和可靠性。通过对光谱的适当变换和处理，提取出高光谱中的可用信息，去除或标准光谱中的无用信息，为后续的光谱特征的提取与处理提供保障。常用的光谱预处理法有平滑、变量标准化、多元散射校正及归一化处理等，以下是几种预处理方法的简要介绍：（1）平滑平滑的目的是滤掉信号中的噪声，留下有用的信息。Savitzky-Golay 滤波器（S-G）是一种特殊的低通滤波器，它是时域内基于局域多项式最小二乘法拟合的滤波方法，这种滤波器最大的优势是在滤除噪声的同时尽可能减少平滑对有用信息的影响，可确保信
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同老化处理时间对棉花种子生理生化的影响[J]. 姬俊华,孟超敏,何庆飞. 种子. 2017(11)
[2]利用少量波段近红外光谱图像鉴定玉米种子纯度[J]. 冉航,崔永进,靳召晰,严衍禄,安冬. 光谱学与光谱分析. 2017(09)
[3]基于联合偏度的高光谱图像波段选择对玉米种子分类研究（英文）[J]. 杨赛,朱启兵,黄敏. 光谱学与光谱分析. 2017(03)
[4]基于近红外高光谱成像及信息融合的小麦品种分类研究[J]. 董高,郭建,王成,陈子龙,郑玲,朱大洲. 光谱学与光谱分析. 2015(12)
[5]棉籽油分含量近红外无损检测分析模型与应用[J]. 商连光,李军会,王玉美,李玉华,王丹,熊敏,华金平. 光谱学与光谱分析. 2015(03)
[6]近红外高光谱成像技术快速鉴别国产咖啡豆品种[J]. 鲍一丹,陈纳,何勇,刘飞,张初,孔汶汶. 光学精密工程. 2015(02)
[7]融合光谱、纹理及形态特征的水稻种子品种高光谱图像单粒鉴别[J]. 邓小琴,朱启兵,黄敏. 激光与光电子学进展. 2015(02)
[8]高光谱与机器学习相结合的大白菜种子品种鉴别研究[J]. 程术希,孔汶汶,张初,刘飞,何勇. 光谱学与光谱分析. 2014(09)
[9]基于高光谱图像光谱与纹理信息的生菜氮素含量检测[J]. 孙俊,金夏明,毛罕平,武小红,朱文静,张晓东,高洪燕. 农业工程学报. 2014(10)
[10]基于高光谱图像处理的大豆品种识别(英文)[J]. 谭克竹,柴玉华,宋伟先,曹晓达. 农业工程学报. 2014(09)
硕士论文
[1]基于高光谱图像的脱绒棉种活力检测方法研究[D]. 尤佳.石河子大学 2017
[2]基于高光谱图像信息的桑叶农残精确定量无损检测与可视化分析[D]. 蒋淑英.江苏大学 2016
[3]基于KNN算法的Android应用异常检测技术研究[D]. 刘晓明.北京交通大学 2016
[4]基于光谱的微藻藻种鉴别及内部信息（色素、油脂）检测的研究[D]. 潘健.浙江大学 2016
[5]光谱技术和籽粒性状快速鉴定棉花品种纯度和真实性的研究[D]. 顾相蕊.长江大学 2014
[6]玉米高光谱图像的特征提取与分类研究[D]. 朱晓.江南大学 2013
[7]基于红外光谱技术的牛奶掺杂判别方法的研究[D]. 何彬.天津大学 2010
[8]基于主动轮廓模型和水平集方法的图像分割[D]. 林维诗.西安电子科技大学 2010
[9]基于SSR标记的棉种真实性和品种纯度鉴定技术研究[D]. 王俊芳.中国农业科学院 2009
本文编号：2903444
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