高光譜成像技術檢測油茶果成熟度

胡逸磊，姜洪喆，周宏平，許林云，鞠 皓，王 影

（南京林業大學機械電子工程學院，江蘇 南京 210037）

油茶果采摘期受環境因素影響較大，不同地區的天氣、氣候、積溫、土壤肥力等條件不同，造成油茶果的成熟期有早有晚，因此油茶果的采摘時間應根據其具體成熟度而定。油茶果采收前的最后一個月是油脂積累的高峰期，這段時間油茶果含油量增幅最為明顯，同時伴隨著內部營養物質的相互轉化。然而在此時期油茶果的外部形態特征如形狀大小、鮮果質量、顏色等趨于穩定，無明顯變化，從而給茶農判斷油茶果的成熟度和最佳采摘期帶來一定的困難。故迫切需要提出一種快速準確地檢測油茶果成熟度的方法，為油茶果的精準采收作業提供幫助。

高光譜成像技術是一種集圖像和光譜于一體的技術，圖像中的每個像素點都包含特定位置的光譜信息，可實現被測物各組分分布情況的可視化。近年來不少研究人員利用高光譜成像技術在檢測果品的成熟度及相關成熟度參數方面取得了重大進展。Pu Hongbin等比較了兩臺成像光譜儀（光譜集I：600～1 000 nm和光譜集II：1 000～2 500 nm）檢測荔枝成熟度的能力，建立的偏最小二乘判別分析（partial least squaresdiscrimination analysis，PLS-DA）在光譜集I上對成熟和未熟荔枝的分類正確率比在光譜集II上高6.25%。Zhang Chu等采集了成熟、半熟和未熟草莓在兩組不同波段下的高光譜圖像，融合草莓的光譜特征和紋理特征建立的支持向量機（support vector machine，SVM）模型發現：在441.1～1 013.97 nm，SVM模型識別正確率為95%，在941.46～1 578.13 nm，SVM模型識別正確率只有70.83%。……