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竞争性自适应重加权算法和相关系数法提取特征波长检测番茄叶片真菌病害
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州310058, [2]浙江经济职业技术学院,浙江杭州310018
  • 相关基金:教育部高校博士点基金项目(20130101110104);教育部留学回国人员科研启动基金项目; 国家自然科学基金项目(31471417); 国家(863计划)课题项目(2013AA102301); 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014FZA6005)资助
中文摘要:

基于竞争性自适应重加权算法(CARS)和相关系数法(CA)特征波长选择方法,提出了利用可见-近红外高光谱成像技术检测番茄叶片灰霉病的方法。首先获取380~1 023nm波段范围内80个染病和80个健康番茄叶片的高光谱图像,然后提取染病和健康叶片感兴趣区域(ROI)的光谱反射率值,作为番茄叶片灰霉病鉴别模型的输入来建立支持向量机(SVM)鉴别模型,训练集和验证集的鉴别率都是100%。研究进一步通过CARS和CA提取特征波长,分别得到5个(554,694,696,738和880nm)和4个(527,555,571和633nm)特征波长,然后分别建立CARS-SVM和CA-SVM鉴别模型。结果显示,CARS-SVM模型中训练集和验证集的鉴别率都是100%,CA-SVM模型中训练集和验证集的鉴别率分别是91.59%和92.45%。以上结果说明了从可见-近红外高光谱图像中提取的光谱反射率值用于检测番茄叶片的灰霉病是可行的。

英文摘要:

Detection of grey mold on tomato leaves using hyperspectral imaging technique based on competitive adaptive reweighted sampling(CARS)and correlation analysis werestudied in this paper.Hyperspectral images of eighty healthy and eighty infected tomato leaves were captured with hyperspectral imaging systemin the spectral region of 380~1 023 nm.Spectral reflectanceof region of interest(ROI)from corrected hyperspectral image was extracted with ENVI 4.7software.The support vector machine(SVM)model was established based on full spectral wavelengths.It obtained a good result with the discriminated accuracy of 100%in both training and testing sets.Two novel wavelength selection methods named CARS and CA were carried out to select effective wavelengths,respectively.Five wavelengths(554,694,696,738 and 880nm)and four wavelengths(527,555,571 and 633nm)were obtained.Then,CARS-SVM and CA-SVM models were established based on the new wavelengths.CARS-SVM modelobtained good results with the discriminated accuracy of 100%in both training and testing sets.CASVM modelalso performed well with the discriminated accuracy of 91.59%in the trainingset and 92.45%in thetesting set.It demonstrated that hyperspectral imaging technique can be used for detecton of grey mold disease on tomato leaves.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642