基于高光谱成像技术应用光谱及纹理特征识别柑橘黄龙病（英文）

作     者：马淏 吉海彦 Won Suk Lee MA Hao;JI Hai-yan;Won Suk Lee

作者机构：中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 河南科技大学农业工程学院河南洛阳471003 Department of Agricultural and Biological EngineeringUniversity of FloridaGainesvilleFL32611USA 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2016年第36卷第7期

页      面：2344-2350页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：The Citrus Research and Development Council USA National Natural Science Foundation for Young Scholars of China(31301240) 

主　　题：柑橘黄龙病 高光谱成像 分类 纹理特征 连续投影算法 

摘      要：讨论了基于高光谱成像技术光谱及纹理特征在识别早期柑橘黄龙病中的应用。使用一套近地高光谱成像系统采集了176枚柑橘叶片的高光谱图像作为实验样品,其中健康叶片60枚,黄龙病叶片60枚,缺锌叶片56枚。手工选取每幅叶片高光谱图像的病斑位置作为样品感兴趣区域（regions of interest,ROI）,计算其平均光谱反射率,并以此作为样品的反射光谱,光谱范围为396～1 010nm。样品光谱分别经过主成分分析（PXA）及连续投影算法（SPA）进行数据降维,再结合最小二乘支持向量机（LS-SVM）分类器建立分类模型。相比原始光谱,由PCA选取的前四个主成分及SPA选取的一组最佳波长组合（630.4,679.4,749.4和899.9 nm）建立的模型拥有更好的分类识别能力,其对三类柑橘叶片平均预测准确率分别为89.7%和87.4%。同时,从被选四个波长的每幅灰度图像中提取6个灰度直方图的纹理特征以及9个灰度共生矩阵的纹理特征再次构建分类模型。经SPA优选的10个纹理特征值进一步提高了分类效果,对三类柑橘叶片的识别正确率达到了100%,93.3%和92.9%。实验结果表明,同时包含光谱信息及空间纹理信息的高光谱图像在柑橘黄龙病的识别中显示了很大的潜力。