高光譜圖像技術檢測黃瓜葉片的葉綠素葉面分布

摘 要 以黃瓜葉片為材料，利用高光譜圖像技術結合獨立分量法（ICA），研究了葉綠素濃度葉面分布的快速、無損檢測方法。用高光譜相機采集了80片黃瓜葉子的高光譜圖像（408～1117 nm），利用ICA方法提取了高光譜圖像的8個獨立分量信號，通過逐步線性回歸（SMLR）優選出第1、第2和第5個ICA信號，并在此基礎上建立了葉綠素濃度回歸建模（R＝0.904，RMSE＝0.221）。此模型表征了高光譜圖像信號同葉綠素濃度的線性映射關系。提取黃瓜葉高光譜圖像所有像素點的第1、第2和第5個 ICA信號，代入建立的葉綠素濃度模型中，快速計算出所有像素點對應的葉綠素濃度，并用葉綠素濃度值代替對應像素的圖像信號，最終得到了黃瓜葉片的葉綠素濃度分布圖。研究表明，利用高光譜圖像技術快速、無損檢測葉片葉綠素濃度及其葉面分布是可行的。

關鍵詞 葉綠素分布；高光譜圖像；獨立分量分析；黃瓜葉片