1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题意义:苹果是世界上栽培面积最大,产量最多的水果之一,也是日常生活中最常见的水果。光泽度是评价苹果品质的重要感官指标,其直接影响着消费者的购买欲望,间接反映出苹果的成熟度、新鲜度以及品质。目前,农业上主要采用人工分拣的方法对苹果的光泽度进行粗略评估以达到分级的目的,这种方法效率低、准确性差、缺乏客观性,直接影响着苹果分级质量的提高。本课题基于计算机视觉技术建立了苹果光泽度的方法,并开发检测软件实验苹果光泽度的快速检测。
国内外研究现状:目前,我国农业机械化水平较低,在苹果商品化处理方面,无论是处理能力还是处理水平,我国都还处于初始阶段,以人工分级为主。人工分级精度低、速度慢、人为影响因素多,无法满足市场的要求。苹果商品化处理包括收获后的清洗、分级、打蜡、包装等一系列技术处理,分级是苹果商品化处理中的核心环节。近几年来随着计算机图像识别技术和近红外技术的成熟,分级方式已由重量分级和光电分级发展为多传感器综合分级,分级设备不仅可按苹果重量进行分级,而且还可以根据缺陷、色泽、形状、成熟度等进行分级,使果品的处理质量和效率进一步提高。国外很多学者对果蔬光泽度的测量也进行了研究。2003年,bai 等人通过调整表面反射性测量仪进行苹果表面光泽度的测量。他利用该仪器分别测量有玉米醇溶蛋白和丙二醇(pg)混合液涂抹的嘎啦苹果和红香苹果的光泽度,并与没有涂层的苹果光泽度作对比实验。实验测量的光泽度范围在2.3到11.3 gu之间;另一项实验中,在相同的实验条件下,将聚乙烯、棕榈等混合做涂层涂抹在红香、富士、布雷本和澳洲青苹果表面测量其光泽的并与没有涂层的苹果表面光泽的做对比实验。实验结果得到的光泽度范围为2.9到10.9 gu之间。最终由于没有标准光泽度值来衡量,因此无法判断该方法测量的苹果光泽度是否是准确的[1]。缺乏合适仪器和方法测量曲面果蔬表面光泽度促使很多研究者建立了自己的光泽度测量系统 [2],nussinovitch等人在早期研究基础上设计了曲面光泽度测量仪[3]。该测量仪可以用于测量完整的果蔬。该研究还提到香蕉的成熟度随果皮光泽度退化,因此光泽度可以作为确定香蕉成熟度的一个指标[4]。
应用前景:该苹果光泽度检测方法的建立以及检测软件的开发为苹果工业化分级提供了高效、准确的应用前景,人工分拣苹果的方法将被机械化分级所取代。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:基于计算机视觉技术建立苹果光泽度的检测方法并开发检测软件为苹果光泽度的快速检测奠定基础。
研究内容:1.不同涂蜡程度对苹果光泽度的影响;
2.不同涂蜡程度对苹果色度的影响:
3. 研究的方法与方案
研究方法和技术路线:
1.利用小孔光泽度计测量苹果光泽度。首先校准光泽度计,按下开关,将光泽度计放在黑玻璃标准板上,旋转调节旋钮使显示值与标准板标称值相同。然后仪器放在白陶瓷标准板上,显示数值与白陶瓷标准板的标称值的误差不大于1.2光泽单位,此时光泽度计校准完成。然后测量光泽度,将光泽度计的通光孔对准苹果表面,读取显示屏上的数即为苹果表面上该点的光泽度值。每只苹果表面测量20个光泽度值,为减小误差,测量点应均匀分散。最后20个测量值的平均值即为该苹果的光泽度。
2.利用色度计测量苹果色度。首先校准色度计,将仪器测量口径放在白陶瓷标准板上,按动测量按钮,测出一组l*a*b*值即为校准。然后测量色度,将色度计的测量口径对准苹果表面,按动测量按钮,记录显示屏上的l*a*b*值。每只苹果表面取3个测量点,为避免苹果表面颜色分布不均匀对实验结果产生的误差,测量点应均匀分散。
4. 研究创新点
本可以的创新之处在与利用计算机视觉技术研究苹果光泽度。计算机视觉是指用计算机实现人的视觉功能,对客观世界的感知、识别和理解。它包括仿生视觉和工程视觉两个方面,前者是通过对人类视觉的模仿,研究视觉的机理和功能;后者是研究视觉的感知和视觉的处理过程,借助视觉传感器获取信息,通过计算机处理、识别和分类,达到代替人类视觉的目的。
5. 研究计划与进展
研究计划:
1. 2015年10月-11月:查阅国内外研究资料,制定总体试验方案
2. 2015年12月:检测苹果在不同涂蜡程度下的光泽度、色度以及感官评定。利用计算机视觉技术采集苹果照片
