基于軟X射線成像技術的柑橘內部浮皮和枯水檢測

許騫 蔡健榮 杜燦 孫力 白竣文

摘要：針對傳統方法無法高效、無損地對柑橘浮皮和枯水進行檢測的問題，本研究自制了一套軟X射線成像系統，包括載物傳送裝置、軟X射線成像裝置、觸發裝置和軟X射線防護裝置。本研究根據寬皮柑橘物理特性確定檢測參數，以柑橘圖像的清晰度、對比度、畸變率為評判標準，通過調節成像裝置參數，確定了最佳的成像參數為： X射線源的管電壓60 kV ，管電流1.3 mA ，線陣探測器的積分時間5.5 ms，柑橘輸送帶的傳送速度10 cm/s 。通過圓孔金屬板對列方向畸變進行檢測，結果表明，傳送速度穩定，列方向畸變可以忽略;利用70 mm 不銹鋼標定球對行方向上的畸變進行檢測，計算了行方向上不同位置的投影畸變系數，并建立了畸變校正模型。在上述參數下采集柑橘的軟X射線圖像，采用高斯濾波對柑橘圖像進行去噪處理;利用圖像增強算法對去噪后的圖像進行對比度增強處理;將固定閾值分割法和形態學算法融合，以去除柑橘圖像背景區域、分離柑橘果肉區域和果皮區域。最后通過面積百分比法計算柑橘果肉面積和柑橘果實面積比判別柑橘內部浮皮程度;提取柑橘果實區域的灰度特征，獲取柑橘枯水區域，計算柑橘枯水面積和柑橘果肉面積比，判別柑橘枯水程度。以清江椪柑為實驗對象，結果表明自制軟X射線成像裝置對清江椪柑的浮皮和枯水的總體識別率分別為96.2%和 86.9%。說明本研究提出的方法能夠實現柑橘內部浮皮和枯水的無損檢測。……