文献类型：期刊文章

作　　者：杨杰锴[1] 郭志强[1] 黄远[2,3] 高宏盛[1] 金科[1] 吴香帅[2] 杨杰[1]

YANG Jie-kai;GUO Zhi-qiang;HUANG Yuan;GAO Hong-sheng;JIN Ke;WU Xiang-shuai;YANG Jie(College of Information Engineering,Hubei Key Laboratory of Broadband Wireless Communication and Sensor Network,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China;College of Horticulture and Forestry Sciences,Key Laboratory of Horticultural Plant Biology,Ministry of Education,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;Agricultural Genomics Institute at Shenzhen,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Shenzhen Branch,Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture,Genome Analysis Laboratory of the Ministry of Agriculture,Shenzhen 518000,China)

机构地区：[1]武汉理工大学信息工程学院,宽带无线通信与传感器网络湖北省重点实验室,湖北武汉430070 [2]华中农业大学园艺林学学院,园艺植物生物学教育部重点实验室,湖北武汉430070 [3]中国农业科学院深圳农业基因组研究所,岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心,广东深圳518000

出　　处：《光谱学与光谱分析》

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFD1001900);国家自然科学基金项目(51479159);华中农业大学-中国农业科学院深圳基因组研究所合作基金项目(SZYJY2021005)资助。

年　　份：2022

卷　　号：42

期　　号：7

起止页码：2218-2224

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、PUBMED、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：嫁接的目的是为了提高植物抗土传病害和非生物逆境的能力。甜瓜嫁接愈合状态的早检测是当前育苗厂工业化发展的重要需求。在标准正态变量变换-Savitzky-Golay平滑-二阶导数(SNV-SG-SD)预处理基础上提出了融合嫁接差异信息的竞争性自适应重加权算法-连续投影法(DIS-CARS-SPA)特征提取算法,并建立了基于网格寻优径向基核函数支持向量机(GS-RBF-SVM)分类模型,实现了基于高光谱成像的甜瓜嫁接愈合状态早期分类检测。首先采集以南瓜为砧木,甜瓜为接穗的嫁接成活苗和非成活苗愈合期1~7 d内的高光谱图像,分别采用9种光谱预处理方法,2种特征提取算法和5种优化算法4种核函数支持向量机(SVM)分类模型进行分析。结果显示,SNV-SG-SD光谱预处理、DIS-CARS-SPA特征提取和GS-RBF-SVM分类模型效果最好。利用该模型进一步分析,在同一天不同类型二分类中,愈合期1~7 d内任何一天的分类准确率均能达到99%以上;在不同天嫁接成活苗二分类中可达90.17%以上;在不同天嫁接非成活苗二分类中可达97.03%以上;在不同天不同类型十四分类中可达到96.85%,比未融合嫁接差异信息的CARS-SPA特征提取方法准确率提高了0.59%,比只预处理未特征提取方法提高了3.37%。结果表明,所提出的方法不仅能实现同一天不同类型二分类,还能实现不同天同一类型的二分类,不同天不同类型的多分类。在实际应用中,可将分类时间点提前到嫁接后第1天(肉眼观察第3~4天,机器视觉技术第1~2天),同时第3天均是嫁接成活苗和非成活苗的差异突变天数,嫁接成活苗状态可分为弱—中—强三个阶段,非成活苗状态可分为弱—更弱两个阶段,该结论能为甜瓜嫁接苗生产提供有效指导,具有一定的理论和实践价值。

关 键 词：高光谱成像 甜瓜嫁接 光谱预处理 特征提取 分类识别模型  

分 类 号：S126]