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对于激光图像评析的货架质量完好测查
发布时间:2011-12-27        浏览次数:544        返回列表
 

  1试验材料与方法1. 1材料与处理方法以新鲜早熟品种“霞晖”(南京市沧波门)和中熟品种“朝晖”(山东省临沂市)鲜桃为试验材料,材料选择符合行业标准SB/ T 10090D92中七成熟且成熟度基本一致、色泽相近、无机械损伤的要求。在温度(20±1)℃、相对湿度65%的恒温、恒湿培养箱中贮藏5 d.贮藏期间,每天取12个果实测定其品质参数。另随机取12个果实,在每个果实表面赤道对称处取4个直径为1 cm的圆,每天用激光照射获取图像和测定果面底色。

  1. 3试验原理当激光照射到桃子表面,一部分光直接被表面反射,另一部分光则进入桃子内部,经过吸收、散射后通过一个香蕉形的路径从入射点附近被折射回表面通过计算机视觉系统采集图像,得到有明暗交替的近似圆形的图像,以字母S1、S2、S1 S2表示。其中S1为通过阈值分割后从背景中分离得到的图像,S2为经过表面反射后得到的图像,S1 S2为经过内部折射后的图像。由于激光通过的路径不同,其在计算机视觉中的图像明暗也有差异,通过阈值分割法来获得大圆S1和小圆S2,并计算两者的像素(pixel)面积。由于桃子在贮藏过程中内部品质结构发生变化,如表面颜色、硬度、糖酸含量以及细胞组织结构等都可能影响到激光反射、吸收、散射时的性质从而影响到S1、S2像素面积值的大小,因此,可以通过设定各图像参数A S 1、A S2、A S1 - A S2、A S1 / A S2(A S1、A S2表示圆的像素面积),建立各图像参数值与品质参数的相关性来初步研究利用激光对水果进行无损检测的可行性。

  1. 4激光图像采集及处理1. 4. 1计算机视觉系统的组成如所示,计算机视觉系统组成为:JVC TK C1381型彩色CCD摄像头,分辨率为752×512,输出为模拟信号。图像采集卡:加拿大产M a- troxⅡ型图像采集卡。计算机:P4 1. 7 G CPU,256 M B DDR内存,GeForce 4M X440显卡。

  1. 4. 2激光发射器参数设置设定半导体激光发射器的波长为650 nm,光斑直径为6 mm,发射光源与被照样品呈15°角,距离15 cm,摄像头位于样品正上方30 cm处[ 5].通过预试验,并且考虑到成像质量的问题,照射霞晖桃的激光功率为13 mW,朝晖桃的激光功率为25 mW.

  1. 4. 3图像处理图像需要先进行预处理,然后再进行分割、测量。试验采用通用图像处理系统image sys3. 0(北京现代富博科技有限公司)进行图像处理。图像分割采用基于RGB颜色系统的彩色图像二值化处理方法,由于试验用激光的波长范围处于红光区域,因此试验中通过设定R的阈值r对图像进行分割处理。

  通过预试验测量色差表明,S1的R值在120以内,S2的R值在63以内,因此设定阈值120≥r> 63来得到图像S1,63≥r≥0来得到S2.并计算两者的像素面积。

  1. 5品质指标测定1. 5. 1硬度每次取12个桃,用质构分析仪做穿孔试验,在桃赤道部位取4点,置TA . XT 2i型质构分析仪的柱状探头P/ 5(5mm CYLINDER STA INLESS)下做挤压测试,下移速度0. 3 mm/ s,插入深度5 mm,输出插入时*大的作用力F.试验所测的F是穿孔试验中力变形曲线上**波峰处的力值,它是对果样进行压缩时的*大作用力。F值相当于传统硬度检测中的泰勒硬度,可以反映果肉的硬度大小。取12个桃各4点F的平均值为当天的测试结果。

  1. 5. 3固酸比SSC/ T A将整果去皮榨汁后测定其可溶性固形物含量(SSC)和可滴定酸度(T A)。可溶性固形物含量由WYT 4型手持糖量仪测定;可滴定酸度由PHS 3C型精密pH计测定,电位滴定至pH值8. 1.

  1. 6统计分析采用SAS8. 2软件做统计分析,品质指标和参数之间的相关性采用皮尔逊(Pearson)相关系数分析法。不同贮藏期品质指标比较采用邓肯氏新复极差法(Duncan's multiple range test)。

  2结果与分析2. 1桃货架期硬度的变化采后霞晖桃在货架1 d以后硬度迅速降到2 N以下,之后变化较为平缓;而朝晖桃的硬度直到货架5 d时才降到2 N以下(如)。表明朝晖桃在常温较霞晖桃耐贮藏。

  2. 2桃货架期固酸比的变化2种桃果实在货架期间固酸比呈总体上升趋势(霞晖从55. 67上升到77. 15,朝晖从26. 67上升到31. 36),并且在贮藏末期*高(如)。固酸比的不断上升也表明桃在贮藏过程中逐渐成熟,口感品质逐渐变好。

  2. 3桃货架期果面底色的变化如、所示,随着贮藏时间的延长,桃果面底色色度a桃货架期各图像参数的变化和为激光照射2个品种桃表面所得各图像参数值。对霞晖桃,除了图像参数A S2的像素值在第5天略有下降以外(下降0. 09),其他各图像参数像素值呈整体上升趋势,其中以A S1 - A S 2的显著性差异*明显(从第1天的809. 50上升到第5天的1 492. 64)。对朝晖桃(),A S 2的数值呈现了无规律的起伏,这也导致A S 1 / A S2在第4天出现了回落(像素值比第3天下降了0. 11),而且两者在5天内几乎都无显著的变化(除了A S 1 / A S2在第5天比第4天上升了0. 11,变化显著以外)。而A S 1和A S1 - A S2两者的上升趋势明显,尤其以A S 1 - A S 2大小的变化*为显著(从第1天的1 699. 77上升到第5天的2 119. 73)。由此分析可以看出,所测图像参数与品质参数在货架期有一个较为明显的变化趋势。