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显微应用:基于高光谱的鱼肉中寄生虫的检测

日期:2021-09-26 17:47
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摘要:检测鱼肉中是否含有寄生虫,并标出其确切位置。

一、 实验目的  
    检测鱼肉中是否含有寄生虫,并标出其确切位置。  

二、 实验仪器  
    V10E-PS高光谱成像仪系统。  


三、简要原理  
    高光谱成像系统组成包括:暗箱,光源,光谱相机(高光谱成像仪),一维位移台等。  


    溴钨灯光源照射放在位移台上的鱼肉样本,面阵CCD探测器在光学焦面的垂直方向上做横向排列完成横向扫描(X方向),获取的是对象在条状空间中每个像素在各波长下的图像信息。同时,在位移台前进在过程中,排列的探测器扫出一条带状轨迹从而完成纵向扫描(Y方向)。  


    首先要对样品进行对焦,使之成像是清晰的。

  
    然后在测试前要进行黑白校正,加载黑白校正文件进行校正。请确保校正文件的采集参数(曝光时间、像素合并等)相同。   
还要注意曝光时间要和扫描速度相匹配,否则得到的将是横纵比失真的图像,丢失采集信息。  

四、测试结果  
    样品测试时显示的RGB合成伪彩**像如图一所示。 


图一  

五、数据分析  
    数采App采集到的数据格式包括.hdr头文件和.raw初始文件。使用数据分析App对其进行分析。经过Resize(重置图像大小和波段范围)、ROI(感兴趣区)、Filter(中值滤波)、PCA(主成分分析)和MNF(小噪声分离)后的分析图像。比较不同分析方法得到的图像,可以很容易的确定生有寄生虫的位置。  

图二(a)749nm     (b)PC6           (c)PC8          (d)MNF 


    从图二的(b)、(c)、(d)中可以看出,只有一个区域是重合的,可以证明此处为生有寄生虫的部位,其余相似区域可能是鱼刺的干扰等。  


图三 不同鱼肉部位的反射率光谱曲线  

图四 PC8图像光谱曲线权重系数 


六、 结论及建议  
    本实验使用V10E高光谱成像仪系统,在可见光和近红外波段范围内,实时的采集到了光谱分辨率较高,通道数量多,且成像清晰的鱼肉样本数据,用数据分析App经过主成分分析和小噪声分离后,可进行比较分析,能够快捷方便的分辨来生有寄生虫的鱼肉部分,且可以排除鱼刺的影响。 

 

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