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基于多光谱漫反射的牛肉品质参数检测方法研究
被引量:
1
1
作者
魏文松
彭彦昆
+1 位作者
郑晓春
王文秀
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期1177-1185,共9页
为了满足生鲜肉品质参数无损检测领域,对轻便式、低成本设备的开发需求,提出一种基于多光谱漫反射技术的生鲜肉品质检测方法。首先根据漫反射近似理论,结合牛肉样品散射系数、吸收系数及折射率等参数,在无线细垂直光束的蒙特卡洛仿真的...
为了满足生鲜肉品质参数无损检测领域,对轻便式、低成本设备的开发需求,提出一种基于多光谱漫反射技术的生鲜肉品质检测方法。首先根据漫反射近似理论,结合牛肉样品散射系数、吸收系数及折射率等参数,在无线细垂直光束的蒙特卡洛仿真的基础上,对具有一定发散角度LED光源进行了初始化的校正,分别从光源照射位置概率分布、不同角度的照射概率分布、仰角、方向角的概率分布、不同角度光线入射样品时反射引起能量损失及对光子权重的影响,得到在LED光源发散角情况下,不同源探距下的漫反射率与检测深度,确定了光源与检测器之间的最佳距离为15 mm,然后根据此距离,搭建了多光谱漫反射检测平台,检测平台由8组中心波长为470, 535, 575, 610, 650, 720, 780和960 nm的LED光源组成,与所要检测的生鲜牛肉品质参数相对应。同时利用LED光源的发散角,确定了光源到样品表面的垂直距离与每个光源的安装位置,保证光源照射到样品的区域是均匀的。样品的漫射光强经由信号采集与放大电路的处理后传至上位机,并在上位机完成建模与分析。最后为验证该检测系统的性能,以生鲜牛肉新鲜度参数中的颜色(L~*, a~*, b~*)与pH值为指标,利用60个样品进行了试验,分别得到8个光源下的原始光强值与校正后的反射率值,然后将牛肉样品按照3∶1比例分为校正集与预测集,针对原始光强值与反射率值,分别利用多元线性回归(multiple linear regression, MLR),偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)与偏最小二乘支持向量机回归(partial least-squares support vector machine, LS-SVM)三种方法,建立各个参数在原始光强与反射率数据两种情况下的预测模型,并得到最佳模型结果。结果表明,利用反射率数据建模结果均好于光强数据结果,其中参数L~*, a~*, b~*的MLR建模结果优于PLSR与LS-SVR,其预测集相关系数分别为0.983 2, 0.907 2及0.935 9,预测集误差分别为1.00, 2.14及0.67。参数pH值的LS-SVR建模结果优于PLSR与MLR,其预测集相关系数为0.942 0,误差为0.19。最后利用未参与试验的20块牛肉样品对模型进行了验证,颜色L~*, a~*, b~*及pH参数的预测值与实测值的相关系数均大于0.85,结果证明,利用多光谱漫反射技术以及所搭建的多光谱漫反射检测系统对生鲜牛肉品质参数检测是可行的,该方法能够为设计便携式或微型化生鲜牛肉品质的无损检测仪器提供参考与依据。
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关键词
多光谱
漫
反射
检测
蒙特卡洛仿真
牛肉品质参数
光源系统
预测模型
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职称材料
一种多光谱多光轴准直系统的设计
被引量:
7
2
作者
纪小辉
杨璐
姜旭
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期894-897,共4页
为了实现快速、准确地校准机载多光谱光电跟踪设备中多光轴的一致性,设计一种基于卡塞格林式的光轴一致性校准系统。该系统使用卤素灯作为可见光光源,黑体作为红外光源,ZnS玻璃为基底的星点分划板提供无穷远目标,系统通光孔径为200mm,...
为了实现快速、准确地校准机载多光谱光电跟踪设备中多光轴的一致性,设计一种基于卡塞格林式的光轴一致性校准系统。该系统使用卤素灯作为可见光光源,黑体作为红外光源,ZnS玻璃为基底的星点分划板提供无穷远目标,系统通光孔径为200mm,焦距为1 500mm,轴上点出射光平行性优于10″,满足多光谱多光轴的一致性检测中1′的要求。
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关键词
光轴一致性
多光谱
反射
式平行光管
非球面
反射
镜加工
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职称材料
波段反射率和植被指数结合的作物生长季农田土壤水分估测
被引量:
8
3
作者
张传波
李卫国
+2 位作者
王晶
李伟
马廷淮
《江苏农业学报》
CSCD
北大核心
2022年第1期111-118,共8页
为了建立快速、有效的农田土壤水分含量(SMCF)遥感估测方法,在江苏省连云港市东海县、泰州市兴化市和盐城市大丰区布设SMCF遥感估测试验。在获取作物冠层近红外波段反射率(Near-infrared bandreflectance,R_(nir))、红光波段反射率(Red ...
为了建立快速、有效的农田土壤水分含量(SMCF)遥感估测方法,在江苏省连云港市东海县、泰州市兴化市和盐城市大丰区布设SMCF遥感估测试验。在获取作物冠层近红外波段反射率(Near-infrared bandreflectance,R_(nir))、红光波段反射率(Red bandreflectance,R_(red))以及SMCF的基础上,通过分析波段反射率和植被指数多个遥感光谱特征指标与SMCF之间的相关性,构建基于BP神经网络的SMCF遥感估测模型,并与多元线性回归模型估测精度进行比较。结果表明,R_(nir)、R_(red)、差值植被指数(DVI)和比值植被指数(RVI)与SMCF间呈正相关关系,归一化差值植被指数(NDVI)和SMCF间呈负相关关系,各指标与SMCF的相关性从高到低依次为R_(nir)>DVI>R_(red)>NDVI>RVI,其中R_(nir)与SMCF相关性最高,相关系数为0.765。利用BP神经网络建立的SMCF估测模型的决定系数(R^(2))为0.928,均方根误差(RMSE)为3.61%,平均相对误差(ARE)为9.07%。利用多元线性回归方法建立的SMCF估测模型的R^(2)为0.660,RMSE为7.65%,ARE为21.43%。二者相比可以看出,BP神经网络SMCF估测模型的估测效果明显优于多元线性回归模型,说明将神经网络算法与波段反射率和植被指数结合建模,可以有效提高SMCF的估测精度。
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关键词
农田土壤水分含量
作物生长
多光谱
波段
反射
率
植被指数
神经网络
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职称材料
海洋生物-光学算法研究──南黄海叶绿素浓度的估算
被引量:
2
4
作者
傅克忖
曾宪模
+2 位作者
李宝华
曾晓起
荒川久幸
《海洋与湖沼》
CAS
CSCD
北大核心
1997年第3期238-244,共7页
根据1995年9月中日合作南黄海现场观测资料,对南黄海生物一光学算法进行研究。首先对南黄海现场多光谱反射比数据进行因子分析,解反射比协方差矩阵的特征问题;解出特征值和对应的特征向量,求出主因子,然后建立叶绿素a浓度对主因子...
根据1995年9月中日合作南黄海现场观测资料,对南黄海生物一光学算法进行研究。首先对南黄海现场多光谱反射比数据进行因子分析,解反射比协方差矩阵的特征问题;解出特征值和对应的特征向量,求出主因子,然后建立叶绿素a浓度对主因子的多元线性回归方程,并对算法进行回报和预报检验。计算结果表明,该算法具有较高精度,同时也显示出天气条件对估算精度产生较大影响。
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关键词
因子分析
多光谱反射比
叶绿素α
浓度
海洋生物
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职称材料
导引头性能检测装置设计
被引量:
1
5
作者
纪小辉
《中国测试》
CAS
北大核心
2019年第4期92-97,共6页
为实现在室内对多款导引头的目标识别、跟踪、光轴一致性、激光回波接收性能的检测,提出多目标识别方法、基于相对运动的跟踪方法和多光谱光轴一致性的检测方法,并设计一套由目标模拟器和两轴运动转台组成的检测装置。目标模拟器采用反...
为实现在室内对多款导引头的目标识别、跟踪、光轴一致性、激光回波接收性能的检测,提出多目标识别方法、基于相对运动的跟踪方法和多光谱光轴一致性的检测方法,并设计一套由目标模拟器和两轴运动转台组成的检测装置。目标模拟器采用反射望远系统,可以提供不同灰度值的可见光目标、不同能级的红外目标以检测导引头的目标识别性能;转台带动导引头运动,检测导引头的跟踪性能;目标模拟器的准直系统提供光轴基准,检测导引头的多光谱光轴一致性;目标模拟器发出不同能级和角度的模拟回波激光,来检测激光回波接收性能。实际检测结果表明,可以实现对3~5个目标的识别,跟踪精度优于0.001 rad,光轴一致性检测精度达到15″,可接收视场角±1°,能级1 nW~10μW的激光回波信号。满足在室内对导引头性能检测的要求。
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关键词
导引头性能
两轴转台
多光谱
反射
式准直仪
多光谱
光轴一致性
目标跟踪与识别
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职称材料
作物胁迫早期症状监测的新图像技术
6
作者
张艳诚
毛罕平
胡波
《安徽农业科学》
CAS
北大核心
2007年第18期5643-5646,共4页
传统的作物胁迫早期症状诊断主要运用生化和分子方法对样品进行破坏性检测实现。计算机图像技术能在作物出现明显症状和不可逆转伤害前及时检测出作物的胁迫情况。尤其是在通过检测作物叶片散发光图像中与胁迫相关的变化量方面,热红外...
传统的作物胁迫早期症状诊断主要运用生化和分子方法对样品进行破坏性检测实现。计算机图像技术能在作物出现明显症状和不可逆转伤害前及时检测出作物的胁迫情况。尤其是在通过检测作物叶片散发光图像中与胁迫相关的变化量方面,热红外图像、荧光图像、反射多光谱和高光谱图像等新技术显示出较大的潜力。介绍和讨论了这些新图像技术在作物胁迫监测中的运用情况,并展望运用多种图像技术融合是作物综合胁迫早期监测诊断的发展趋势。
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关键词
图像技术
作物胁迫
热红外图像
荧光图像
反射
多光谱
和高
光谱
图像
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职称材料
题名
基于多光谱漫反射的牛肉品质参数检测方法研究
被引量:
1
1
作者
魏文松
彭彦昆
郑晓春
王文秀
机构
中国农业大学工学院国家农产品加工技术装备研发分中心
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期1177-1185,共9页
基金
国家重点研发计划(2017YFC1600801)资助
文摘
为了满足生鲜肉品质参数无损检测领域,对轻便式、低成本设备的开发需求,提出一种基于多光谱漫反射技术的生鲜肉品质检测方法。首先根据漫反射近似理论,结合牛肉样品散射系数、吸收系数及折射率等参数,在无线细垂直光束的蒙特卡洛仿真的基础上,对具有一定发散角度LED光源进行了初始化的校正,分别从光源照射位置概率分布、不同角度的照射概率分布、仰角、方向角的概率分布、不同角度光线入射样品时反射引起能量损失及对光子权重的影响,得到在LED光源发散角情况下,不同源探距下的漫反射率与检测深度,确定了光源与检测器之间的最佳距离为15 mm,然后根据此距离,搭建了多光谱漫反射检测平台,检测平台由8组中心波长为470, 535, 575, 610, 650, 720, 780和960 nm的LED光源组成,与所要检测的生鲜牛肉品质参数相对应。同时利用LED光源的发散角,确定了光源到样品表面的垂直距离与每个光源的安装位置,保证光源照射到样品的区域是均匀的。样品的漫射光强经由信号采集与放大电路的处理后传至上位机,并在上位机完成建模与分析。最后为验证该检测系统的性能,以生鲜牛肉新鲜度参数中的颜色(L~*, a~*, b~*)与pH值为指标,利用60个样品进行了试验,分别得到8个光源下的原始光强值与校正后的反射率值,然后将牛肉样品按照3∶1比例分为校正集与预测集,针对原始光强值与反射率值,分别利用多元线性回归(multiple linear regression, MLR),偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)与偏最小二乘支持向量机回归(partial least-squares support vector machine, LS-SVM)三种方法,建立各个参数在原始光强与反射率数据两种情况下的预测模型,并得到最佳模型结果。结果表明,利用反射率数据建模结果均好于光强数据结果,其中参数L~*, a~*, b~*的MLR建模结果优于PLSR与LS-SVR,其预测集相关系数分别为0.983 2, 0.907 2及0.935 9,预测集误差分别为1.00, 2.14及0.67。参数pH值的LS-SVR建模结果优于PLSR与MLR,其预测集相关系数为0.942 0,误差为0.19。最后利用未参与试验的20块牛肉样品对模型进行了验证,颜色L~*, a~*, b~*及pH参数的预测值与实测值的相关系数均大于0.85,结果证明,利用多光谱漫反射技术以及所搭建的多光谱漫反射检测系统对生鲜牛肉品质参数检测是可行的,该方法能够为设计便携式或微型化生鲜牛肉品质的无损检测仪器提供参考与依据。
关键词
多光谱
漫
反射
检测
蒙特卡洛仿真
牛肉品质参数
光源系统
预测模型
Keywords
Multispectral diffuse reflectance detection
Monte Carlo simulation
Beef quality parameter
Light source system
Prediction model
分类号
TS251.52 [轻工技术与工程—农产品加工及贮藏工程]
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职称材料
题名
一种多光谱多光轴准直系统的设计
被引量:
7
2
作者
纪小辉
杨璐
姜旭
机构
西安工业大学光电工程学院
西安应用光学研究所
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期894-897,共4页
基金
国家973重点基础研究发展规划资助项目(2009CB72400603B)
中国科学院航空光学成像与测量重点实验室开放课题(Y2HC1SR123)
文摘
为了实现快速、准确地校准机载多光谱光电跟踪设备中多光轴的一致性,设计一种基于卡塞格林式的光轴一致性校准系统。该系统使用卤素灯作为可见光光源,黑体作为红外光源,ZnS玻璃为基底的星点分划板提供无穷远目标,系统通光孔径为200mm,焦距为1 500mm,轴上点出射光平行性优于10″,满足多光谱多光轴的一致性检测中1′的要求。
关键词
光轴一致性
多光谱
反射
式平行光管
非球面
反射
镜加工
Keywords
consistence of optical axis
multi-spectral reflective collimator
process of aspheric mirror
分类号
TN202 [电子电信—物理电子学]
TH703 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
波段反射率和植被指数结合的作物生长季农田土壤水分估测
被引量:
8
3
作者
张传波
李卫国
王晶
李伟
马廷淮
机构
江苏大学农业工程学院
江苏省农业科学院农业信息研究所
江苏大学流体机械工程技术研究中心
南京信息工程大学
出处
《江苏农业学报》
CSCD
北大核心
2022年第1期111-118,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFE0104400)
江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(20)2037]
文摘
为了建立快速、有效的农田土壤水分含量(SMCF)遥感估测方法,在江苏省连云港市东海县、泰州市兴化市和盐城市大丰区布设SMCF遥感估测试验。在获取作物冠层近红外波段反射率(Near-infrared bandreflectance,R_(nir))、红光波段反射率(Red bandreflectance,R_(red))以及SMCF的基础上,通过分析波段反射率和植被指数多个遥感光谱特征指标与SMCF之间的相关性,构建基于BP神经网络的SMCF遥感估测模型,并与多元线性回归模型估测精度进行比较。结果表明,R_(nir)、R_(red)、差值植被指数(DVI)和比值植被指数(RVI)与SMCF间呈正相关关系,归一化差值植被指数(NDVI)和SMCF间呈负相关关系,各指标与SMCF的相关性从高到低依次为R_(nir)>DVI>R_(red)>NDVI>RVI,其中R_(nir)与SMCF相关性最高,相关系数为0.765。利用BP神经网络建立的SMCF估测模型的决定系数(R^(2))为0.928,均方根误差(RMSE)为3.61%,平均相对误差(ARE)为9.07%。利用多元线性回归方法建立的SMCF估测模型的R^(2)为0.660,RMSE为7.65%,ARE为21.43%。二者相比可以看出,BP神经网络SMCF估测模型的估测效果明显优于多元线性回归模型,说明将神经网络算法与波段反射率和植被指数结合建模,可以有效提高SMCF的估测精度。
关键词
农田土壤水分含量
作物生长
多光谱
波段
反射
率
植被指数
神经网络
Keywords
soil moisture content in farmland
crop growth
multi-spectral band reflectance
vegetation index
neural network
分类号
S127 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
海洋生物-光学算法研究──南黄海叶绿素浓度的估算
被引量:
2
4
作者
傅克忖
曾宪模
李宝华
曾晓起
荒川久幸
机构
国家海洋局第一海洋研究所
青岛海洋大学水产系
东京水产大学
出处
《海洋与湖沼》
CAS
CSCD
北大核心
1997年第3期238-244,共7页
基金
国家自然科学基金!495.46004
东京水产大学创立百周年纪念学术研究奖励基金
文摘
根据1995年9月中日合作南黄海现场观测资料,对南黄海生物一光学算法进行研究。首先对南黄海现场多光谱反射比数据进行因子分析,解反射比协方差矩阵的特征问题;解出特征值和对应的特征向量,求出主因子,然后建立叶绿素a浓度对主因子的多元线性回归方程,并对算法进行回报和预报检验。计算结果表明,该算法具有较高精度,同时也显示出天气条件对估算精度产生较大影响。
关键词
因子分析
多光谱反射比
叶绿素α
浓度
海洋生物
Keywords
Factor analysis Multi-spectral reflectance Chlorophyll a concentration
分类号
Q945.11 [生物学—植物学]
P714.5 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
导引头性能检测装置设计
被引量:
1
5
作者
纪小辉
机构
西安工业大学光电工程学院
出处
《中国测试》
CAS
北大核心
2019年第4期92-97,共6页
基金
国家自然科学基金(61501363)
文摘
为实现在室内对多款导引头的目标识别、跟踪、光轴一致性、激光回波接收性能的检测,提出多目标识别方法、基于相对运动的跟踪方法和多光谱光轴一致性的检测方法,并设计一套由目标模拟器和两轴运动转台组成的检测装置。目标模拟器采用反射望远系统,可以提供不同灰度值的可见光目标、不同能级的红外目标以检测导引头的目标识别性能;转台带动导引头运动,检测导引头的跟踪性能;目标模拟器的准直系统提供光轴基准,检测导引头的多光谱光轴一致性;目标模拟器发出不同能级和角度的模拟回波激光,来检测激光回波接收性能。实际检测结果表明,可以实现对3~5个目标的识别,跟踪精度优于0.001 rad,光轴一致性检测精度达到15″,可接收视场角±1°,能级1 nW~10μW的激光回波信号。满足在室内对导引头性能检测的要求。
关键词
导引头性能
两轴转台
多光谱
反射
式准直仪
多光谱
光轴一致性
目标跟踪与识别
Keywords
seeker performance
two axis turntable
multispectral reflex collimation device
multispectral optical axis consistency
target tracking and identification
分类号
TJ765.3 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
作物胁迫早期症状监测的新图像技术
6
作者
张艳诚
毛罕平
胡波
机构
江苏大学江苏省现代农业装备与技术重点实验室
广西工学院电子信息与控制工程系
出处
《安徽农业科学》
CAS
北大核心
2007年第18期5643-5646,共4页
基金
江苏省高校自然科学重大基础研究项目(05KJA21018)
文摘
传统的作物胁迫早期症状诊断主要运用生化和分子方法对样品进行破坏性检测实现。计算机图像技术能在作物出现明显症状和不可逆转伤害前及时检测出作物的胁迫情况。尤其是在通过检测作物叶片散发光图像中与胁迫相关的变化量方面,热红外图像、荧光图像、反射多光谱和高光谱图像等新技术显示出较大的潜力。介绍和讨论了这些新图像技术在作物胁迫监测中的运用情况,并展望运用多种图像技术融合是作物综合胁迫早期监测诊断的发展趋势。
关键词
图像技术
作物胁迫
热红外图像
荧光图像
反射
多光谱
和高
光谱
图像
Keywords
Imaging technique
Plant stress
Thermal image
Fluorescence image
Reflectance hyperspectral and multispectral image
分类号
S126 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多光谱漫反射的牛肉品质参数检测方法研究
魏文松
彭彦昆
郑晓春
王文秀
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种多光谱多光轴准直系统的设计
纪小辉
杨璐
姜旭
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013
7
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职称材料
3
波段反射率和植被指数结合的作物生长季农田土壤水分估测
张传波
李卫国
王晶
李伟
马廷淮
《江苏农业学报》
CSCD
北大核心
2022
8
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职称材料
4
海洋生物-光学算法研究──南黄海叶绿素浓度的估算
傅克忖
曾宪模
李宝华
曾晓起
荒川久幸
《海洋与湖沼》
CAS
CSCD
北大核心
1997
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
导引头性能检测装置设计
纪小辉
《中国测试》
CAS
北大核心
2019
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
作物胁迫早期症状监测的新图像技术
张艳诚
毛罕平
胡波
《安徽农业科学》
CAS
北大核心
2007
0
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职称材料
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