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结构光反射成像结合SPT和机器学习的黄桃隐性损伤检测
1
作者 吴建 刘晨林 +4 位作者 欧阳爱国 李斌 陈楠 徐晨光 刘燕德 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期298-307,共10页
针对黄桃早期隐性损伤特征不明显,常规光学成像技术检测难的问题,该研究采用结构光反射成像(structuredillumination reflectance imaging,SIRI)技术结合螺旋相位变换(spiral phase transform,SPT)解调和机器学习算法,以实现黄桃隐性损... 针对黄桃早期隐性损伤特征不明显,常规光学成像技术检测难的问题,该研究采用结构光反射成像(structuredillumination reflectance imaging,SIRI)技术结合螺旋相位变换(spiral phase transform,SPT)解调和机器学习算法,以实现黄桃隐性损伤快速检测。首先利用搭建的SIRI系统采集6个空间频率(0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mm^(-1))的条纹结构光反射图像,采用三相位解调(three-phase demodulation,TPD)得到交流分量(amplitude component,AC)图像和直流分量(direct component,DC)图像,计算AC图像对比度指数用于选择适用于黄桃隐性损伤检测的最优空间频率,并采集所有样品的三相位条纹图像。利用SPT解调方法得到AC和DC图像,计算AC/DC获得比值图像(ratio image,RT)。基于DC、AC、RT 3种图像的灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)、局部二值模式(local binary pattern,LBP)图像纹理特征和基于ResNet-50提取的深度特征,使用5种图像(DC、AC、RT、DC-AC、DC-AC-RT)的GLCM-LBP特征、深度特征和混合特征作为输入,分别建立支持向量机(support vector machine,SVM)、K近邻(K-NearestNeighbor,KNN)、极端梯度提升(XGBoost)、随机森林(random forest,RF)等机器学习模型对健康和损伤黄桃进行分类检测。结果表明,基于GLCM-LBP特征、深度特征和混合特征建立的模型最高平均准确率分别为92.6%、95.0%和95.7%,混合特征模型的平均准确率最高。在混合特征分类模型中,基于DC-AC-RT组合图像的XGBoost模型准确率最高为97.6%。对比相同条件下的TPD解调图像分类结果,SPT解调图像的总体分类准确率与TPD解调图像相当,准确率最高均为97.6%,且只需任意两幅相位图像,与TPD相比图像采集时间可节约1/3。研究表明,SIRI结合SPT和机器学习算法可实现黄桃隐性损伤检测,保持较高准确率的同时还减少了检测时间,有效提高了SIRI技术的检测效率,研究结果可为果蔬表面隐性损伤实时检测提供参考。 展开更多
关键词 隐性损伤检测 结构光反射成像 螺旋相位解调 特征提取 机器学习
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基于高光谱成像和深度学习的梨果采后隐性损伤检测
2
作者 孙明蕾 胡泽轩 +2 位作者 张凡 马倩云 王文秀 《河北农业大学学报》 北大核心 2025年第3期98-106,共9页
梨果皮薄肉脆,在运输及贮藏过程中易受到挤压、碰撞等造成机械损伤,造成品质降低。隐性损伤难以用肉眼进行判断,识别难度大,针对该问题,本研究旨在结合高光谱成像技术和深度学习算法,构建梨果采后隐性损伤快速检测方法。获取鸭梨、皇冠... 梨果皮薄肉脆,在运输及贮藏过程中易受到挤压、碰撞等造成机械损伤,造成品质降低。隐性损伤难以用肉眼进行判断,识别难度大,针对该问题,本研究旨在结合高光谱成像技术和深度学习算法,构建梨果采后隐性损伤快速检测方法。获取鸭梨、皇冠梨和雪花梨健康、隐性损伤和显性损伤的光谱图像,对光谱数据进行一阶导数、二阶导数、标准正态变量变换等七种预处理后,利用最小二乘支持向量机、K最邻近法和随机森林算法构建识别模型。为进一步提升分类识别准确率,基于二阶导数+标准正态变量变换预处理后光谱数据构建了卷积神经网络模型,对卷积神经网络模型进行网络结构和学习率优化。结果表明基于二阶导数+标准正态变量变换的最小二乘支持向量机模型分类效果较好,预测准确率为88.14%,卷积神经网络模型的最优参数为:卷积层和全连接层设置为3层,学习率设置为0.0005,此条件下预测准确率为97.69%,分类效果最好。该结果为梨果实隐性损伤的快速无损检测提供了方法参考。 展开更多
关键词 高光谱成像技术 梨 隐性损伤 快速检测
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基于SIRI和CNN的苹果隐性损伤检测方法 被引量：2
3
作者 王玉伟 杨玲玲 +3 位作者 朱浩杰 饶元 刘路 侯文慧 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期383-391,共9页
苹果从采摘到销售过程中易发生机械损伤,需要及时剔除以避免腐烂变质。然而机械损伤早期苹果外观颜色变化不明显,通常表现为隐性损伤,检测比较困难。提出了一种基于结构光反射成像(SIRI)和卷积神经网络(CNN)的苹果隐性损伤检测方法。通... 苹果从采摘到销售过程中易发生机械损伤,需要及时剔除以避免腐烂变质。然而机械损伤早期苹果外观颜色变化不明显,通常表现为隐性损伤,检测比较困难。提出了一种基于结构光反射成像(SIRI)和卷积神经网络(CNN)的苹果隐性损伤检测方法。通过搭建SIRI系统,采集待测苹果调制的结构光图像,再利用三相位解调法提取交流分量,增强苹果隐性损伤对比度;然后利用交流分量图像制作苹果隐性损伤数据集,并使用基于CNN的语义分割网络FCN、UNet、HRNet、PSPNet、DeepLabv3+、LRASPP和SegNet训练损伤检测模型,多组试验结果表明上述模型均能有效地检测出不同情况下的苹果隐性损伤。其中HRNet模型精确率、召回率、F1值和平均交并比较高,分别为97.96%、97.52%、97.74%和97.58%,但检测速度仅为60 f/s;PSPNet模型检测速度较快,可达到217 f/s,但其检测精度略低,精确率、召回率、F1值和平均交并比分别为97.10%、94.57%、95.82%和95.90%。 展开更多
关键词 苹果 隐性损伤检测 结构光反射成像 三相位解调法 语义分割 卷积神经网络
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基于近红外高光谱成像的猕猴桃早期隐性损伤识别 被引量：31
4
作者 迟茜 王转卫 +2 位作者 杨婷婷 刘大洋 郭文川 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期235-241,234,共8页
为了研究识别早期隐性损伤猕猴桃的方法,以“华优”猕猴桃为对象,以900-1 700 nm范围近红外高光谱成像系统为检测设备,采集了完好无损和隐性损伤1-3 h内猕猴桃的近红外高光谱。研究发现900-1 350 nm内二者的反射光谱具有明显的差异。对... 为了研究识别早期隐性损伤猕猴桃的方法,以“华优”猕猴桃为对象,以900-1 700 nm范围近红外高光谱成像系统为检测设备,采集了完好无损和隐性损伤1-3 h内猕猴桃的近红外高光谱。研究发现900-1 350 nm内二者的反射光谱具有明显的差异。对此区域进行分段主成分分析,确定1 050-1 200 nm为识别损伤的最佳光谱区域。基于此最佳光谱区域内主成分图像的权重系数及波长间光谱反射值的相关性优选了4个特征波长（1 057、1 090、1 120和1 177 nm）。对该4个特征波长进行了二次主成分分析,并结合中值滤波、阈值分割及数学形态学处理方法提出了早期隐性损伤猕猴桃的识别算法。该算法对70个无损猕猴桃和70个隐性损伤猕猴桃的正确识别率分别为100%和95.7%,平均正确识别率为97.9%。研究结果表明,近红外高光谱成像技术可用于早期隐性损伤猕猴桃的识别。 展开更多
关键词 猕猴桃 隐性损伤 早期识别 高光谱成像 主成分分析
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基于支持向量机的钢结构隐性损伤磁记忆识别研究 被引量：1
5
作者 苏三庆 韦璐茜 +1 位作者 王威 何洋 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第1期1-6,共6页
为了解决应用金属磁记忆技术判定结构初期损伤状态的问题,从建筑钢板件的三点受弯试验入手,通过研究试验结果的磁记忆曲线规律,并提取四维磁记忆特征向量,结合支持向量机的方法建立了一个判定焊缝损伤状态的算法.结果表明:磁记忆检测技... 为了解决应用金属磁记忆技术判定结构初期损伤状态的问题,从建筑钢板件的三点受弯试验入手,通过研究试验结果的磁记忆曲线规律,并提取四维磁记忆特征向量,结合支持向量机的方法建立了一个判定焊缝损伤状态的算法.结果表明:磁记忆检测技术不仅适用于建筑钢结构,而且可以利用支持向量机小样本的优势将焊缝损伤在应力集中、隐性损伤、显性损伤三种类别中区分出来,在一定程度上解决了如何识别钢结构隐性损伤的难题,并为磁记忆评判损伤量化提供了一种方法. 展开更多
关键词 金属磁记忆 隐性损伤 支持向量机 损伤识别 建筑钢结构
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四肢关节隐性骨损伤的影像学评价 被引量：5
6
作者 党勇 陈志刚 +1 位作者 雷益 邱德正 《放射学实践》 2004年第8期605-607,共3页
目的 :探讨四肢关节隐性骨损伤的影像学表现并评价X线平片及MRI检查的价值。方法 :搜集 3 4例有外伤史且临床检查提示有四肢关节骨损伤的病例。所有患者外伤后 1天内行X线摄片检查。随后行MRI检查 ,2周内行MRI检查 5例 ,2周后行MRI检查 ... 目的 :探讨四肢关节隐性骨损伤的影像学表现并评价X线平片及MRI检查的价值。方法 :搜集 3 4例有外伤史且临床检查提示有四肢关节骨损伤的病例。所有患者外伤后 1天内行X线摄片检查。随后行MRI检查 ,2周内行MRI检查 5例 ,2周后行MRI检查 2 9例。采用矢状位T1WI (TR 45 0msTE 12ms)、矢状位T2 WI加FS (TR 3 0 0 0msTE 96ms)及冠状位ME 2D (TR 775msTE 2 7ms)等序列成像 ,层厚为 4mm ,层间距为 0 .1mm。结果 :所有 3 4例患者 ,常规X线检查结果均为阴性。MRI检查 3 4例患者共发现 44个骨挫伤病灶 ,其中T1WI上 3 1个病灶 ( 70 .5 % )为较低信号 ,T2 WI加FS上 44个病灶 ( 10 0 % )全部表现为高信号 ,ME序列上 44个病灶 ( 10 0 % )全部表现为稍高或高信号。结论 :在隐性骨损伤的诊断中 ,MRI是目前最佳的检查方法。对于外伤后X线平片表现为阴性 ,而临床上仍疑诊为骨损伤者 ,有必要进行MRI检查 ,以T2 WI加FS和ME序列对隐性骨损伤的诊断最具价值。 展开更多
关键词 四肢关节 隐性骨损伤 影像学 MRI检查 磁共振成像
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开松梳理中的羊毛纤维损伤 被引量：6
7
作者 金永安 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2007年第12期38-40,共3页
梳理部件与羊毛纤维的相互作用非常复杂,会造成羊毛纤维损伤。使用电子显微镜观察和分析纤维长度变化可以了解毛纤维在开松梳理中的损伤程度。通过研究得出,毛纤维在断裂前,表面结构已经发生细微的损伤,出现裂缝、龟裂、躯干受损等现象... 梳理部件与羊毛纤维的相互作用非常复杂,会造成羊毛纤维损伤。使用电子显微镜观察和分析纤维长度变化可以了解毛纤维在开松梳理中的损伤程度。通过研究得出,毛纤维在断裂前,表面结构已经发生细微的损伤,出现裂缝、龟裂、躯干受损等现象。毛纤维在开松梳理中受梳理元件的作用,促使纤维弯曲变形,并迅速回复,同时还受到表面剪切、卷曲等外力作用,纤维表面形态被破坏,也造成毛纤维的各种损伤。 展开更多
关键词 羊毛纤维 显性损伤 隐性损伤 梳理
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矿井提升机钢丝绳损伤分类的研究 被引量：3
8
作者 刘文彦 《煤炭工程》 北大核心 2006年第12期80-82,共3页
文章阐述了矿井提升机钢丝绳损伤分类研究的目的和意义,分析了外部损伤、摩损伤害、疲劳损伤和隐性损伤的原因,并有针对性地提出了切实可行的防治措施,应用过程中取得了良好的效果。
关键词 损伤分类 外部损伤 磨损 疲劳损伤 隐性损伤
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牵引电机隐性损坏故障检测 被引量：1
9
作者 李玉麟 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 2004年第4期367-371,共5页
利用涡流传感器作输入采样装置,开发研制了一种小型故障检测仪.能对铜、铁、铝等金属材料内部的隐性损伤进行无损检测.
关键词 牵引电机 隐性损伤 无损检测
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毛条中折钩纤维的表达 被引量：1
10
作者 于伟东 王华强 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2006年第2期5-8,共4页
采用Almeter长度分析仪对毛条中纤维长度进行了测量,通过对纤维长度特征值和短绒率的分析,讨论了毛条成形中纤维折钩(隐性损伤)对纤维长度特征值的影响。实测证明纤维的隐性损伤可以用长度特征值来表达,而短绒率是一较敏感的指标。
关键词 纤维长度 毛条 折钩纤维 隐性损伤
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