半透射高光谱成像技术与支持向量机的马铃薯空心病无损检测研究 - 图文

２０２光谱学与光谱分析 第３５卷

［５］ ZHANGWei，PANLei-qing，TUKang（张 伟，潘磊庆，屠 康）．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering（农

业工程学报），２０１２，２８（２１）：１４９．

［６］ LuR，ArianaDP．PostharvestBiologyandTechnology，２０１３，８１：４４．［７］ LiH，LiangY，XuQ，etal．AnalyticaChimicaActa，２００９，６４８（１）：７７．

［８］ ＡｒａúｊｏMＣＵ，SaldanhaTCB，Galv?oRKH，etal．ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems，２００１，５７（２）：６５．［９］ TIANHai-lei，LIHong-ru，XUBao-hua（田海雷，李洪儒，许葆华）．ComputerEngineering（计算机工程），２０１３，３９（４）：２２２．［１０］ LIULu，WANGTai-yong（刘 路，王太勇）．JournalofTianjinUniversity（天津大学学报），２０１１，４４（９）：８０３．

［１１］ WUJing-long，YANGShu-xia，LIUCheng-shui（吴景龙，杨淑霞，刘承水）．JournalofCentralSouthUniversity?ScienceandTechnolo-［１２］ WANGXing-ling，LIZhan-bin（王兴玲，李占斌）．PeriodicalofOceanUniversityofChina（中国海洋大学学报）．２００５，３５（５）：８５９．［１３］ LIXiao-lei，SHAOZhi-jiang，QIANJi-xin（李晓磊，邵之江，钱积新）．SystemsEngineering—Theory&Practice（系统工程理论与实

践）．２００２，２２（１１）：３２．

［１４］ HUZhong-gong，LIJing（胡中功，李 静）．ControlTheoryandApplications（控制理论与应用），２００８，２７（２）：１３．

［１５］ LIXiao-lei，LUFei，TIANGuo-hui，etal（李晓磊，路 飞，田国会，等）．JournalofShangdongUniversity?EngineeringScience（山东

大学学报?工学版），２００４，３４（５）：６４．

gy（中南大学学报?自然科学版），２００９，４０（１）：１８０．

Non-DestructiveDetectionResearchforHollowHeartofPotatoBasedonSemi-TransmissionHyperspectralImagingandSVM

HUANGTao，LIXiao-yu*，XUMeng-ling，JINRui，KUJing，XUSen-miao，WUZhen-zhongCollegeofEngineering，HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan ４３００７０，China

Abstract Thequalityofpotatoisdirectlyrelatedtotheirediblevalueandindustrialvalue．Hollowheartofpotato，asaphysio-logicaldiseaseoccurredinsidethetuber，isdifficulttobedetected．Thispaperputforwardanon-destructivedetectionmethodbyusingsemi-transmissionhyperspectralimagingwithsupportvectormachine（SVM）todetecthollowheartofpotato．Comparedtoreflectionandtransmissionhyperspectralimage，semi-transmissionhyperspectralimagecangetclearerimagewhichcontainstheinternalqualityinformationofagriculturalproducts．Inthisstudy，２２４potatosamples（１４９normalsamplesand７５hollowsamples）wereselectedastheresearchobject，andsemi-transmissionhyperspectralimageacquisitionsystemwasconstructedtoacquirethehyperspectralimages（３９０～１０４０nm）ofthepotatosamples，andthentheaveragespectrumofregionofinterestwereextractedforspectralcharacteristicsanalysis．Normalizewasusedtopreprocesstheoriginalspectrum，andpredictionmod-elweredevelopedbasedonSVMusingallwavebands，theaccuraterecognitionrateoftestsetisonly８７.５％．Inordertosim-plifythemodelcompetitiveadaptivereweighedsamplingalgorithm（CARS）andsuccessiveprojectionalgorithm（SPA）wereuti-lizedtoselectimportantvariablesfromtheall５２０spectralvariablesand８variableswereselected（４５４，６０１，６３９，６６４，７４８，８２７，８７４and９３６nm）．９４.６４％oftheaccuraterecognitionrateoftestsetwasobtainedbyusingthe８variablestodevelopSVMmodel．Parameteroptimizationalgorithms，includingartificialfishswarmalgorithm（AFSA），geneticalgorithm（GA）andgridsearchalgorithm，wereusedtooptimizetheSVMmodelparameters：penaltyparametercandkernelparameterg．Aftercompar-ativeanalysis，AFSA，anewbionicoptimizationalgorithmbasedontheforagingbehavioroffishswarm，wasprovedtogettheoptimalmodelparameter（c＝１０.６５９１，g＝０.３４９７），andtherecognitionaccuracyof１００％wereobtainedfortheAFSA-SVMmodel．Theresultsindicatethatcombiningthesemi-transmissionhyperspectralimagingtechnologywithCARS-SPAandAFSA-SVMcanaccuratelydetecthollowheartofpotato，andalsoprovidetechnicalsupportforrapidnon-destructivedetectingofhol-lowheartofpotato．

Keywords Hyperspectralimaging；SupportVectorMachine；Artificialfishswarmalgorithm；Hollowheart；Potato*Correspondingauthor

（ReceivedDec．２５，２０１３；acceptedMar．１５，２０１４）

半透射高光谱成像技术与支持向量机的马铃薯空心病无损检测研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

黄涛， 李小昱， 徐梦玲， 金瑞， 库静， 徐森淼， 武振中， HUANG Tao， LI Xiao-yu， XU Meng-ling， JIN Rui， KU Jing， XU Sen-miao， WU Zhen-zhong华中农业大学工学院,湖北 武汉,430070光谱学与光谱分析

Spectroscopy and Spectral Analysis2015(1)

引用本文格式：黄涛.李小昱.徐梦玲.金瑞.库静.徐森淼.武振中.HUANG Tao.LI Xiao-yu.XU Meng-ling.JIN Rui.KU Jing.XU Sen-miao.WU Zhen-zhong 半透射高光谱成像技术与支持向量机的马铃薯空心病无损检测研究[期刊论文]-光谱学与光谱分析 2015(1)