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针对现有机器视觉分选机对去囊衣带芯橘瓣判别准确率低的问题,本课题依据去囊衣带芯橘瓣上橘芯与砂囊的物化特性差异,分析去囊衣带芯橘瓣上橘芯相对砂囊的光特性差异,通过实验分析、确定橘芯相对砂囊光特性差异最大化条件,依据光特性差异最大化条件配置相应的成像系统,采集去囊衣橘瓣图像,通过图像处理识别去囊衣带芯橘瓣,为机器视觉识别、判断去囊衣带芯橘瓣提供准确的前提和基础。通过对去囊衣带芯橘瓣橘芯与砂囊的成分分析,发现类黄酮在柑橘皮渣、囊衣、果心(橘芯)中的含量远高于果肉中的含量,由于类黄酮物质具有荧光特性,理论上橘芯和砂囊的荧光特性存在差异。利用荧光分光光度计分别对去囊衣带芯橘瓣上的橘芯与砂囊进行了三维荧光光谱检测。利用双向方差分析方法确定了橘芯相对砂囊荧光强度差异最大的激发波长为370nm。利用单因素方差分析对370nm激发波长下橘芯与砂囊的发射光谱进行分析,根据F值选择440nm作为特征发射波长。以100颗去囊衣带芯橘瓣的橘芯在440nm处荧光强度分布的下四分位数(Q1)与砂囊在440nm处荧光强度分布的上四分位数(Q3)的平均值作为临界荧光强度(Q临界),以临界荧光强度作为判别标准(即荧光强度<Q临界为砂囊),橘芯与砂囊平均分类准确率为85.5%。选取橘芯相对砂囊荧光特性差异最大的激发光波长为成像光源(370±2nm)在Gaia高光谱成像系统上采集了 100颗去囊衣带芯橘瓣的高光谱图像(扫描范围382-1019nm;扫描速度3mm/s;曝光时间30ms;采样间隔为0.65nm;光谱分辨率2.8nm),并利用ENVI 5.1分别提取去囊衣带芯橘瓣橘芯部位与砂囊部位的光谱。单因素方差分析表明,在所选激发光下去囊衣带芯橘瓣上橘芯与砂囊在440nm、460nm、和520nm处荧光强度差异较大。基于荧光分光光度计、高光谱成像分析结果以及AS-20分选系统信号要求,配置了机器视觉成像系统(激发光源 370±2nm;IMAGINGSOURCEDFK33GP 1300 相机;滤光片 460±5nm、440±5nm、520±5nm),并将成像数据对接AS-20分选系统,对图像进行灰度化、图像增强、二值化、形态学等处理后进行了检出率验证。结果表明,依据460nmm滤光下的去囊衣带芯橘瓣单色图像,二值化阈值设为75时带芯橘瓣的检出率可达88.88%,合格判为带芯的错判率为5.71%,识别准确率为90.43%;依据440nm滤光下的去囊衣带芯橘瓣单色图像,二值化阈值设为45时带芯橘瓣的检出率可达88.75%,合格判为带芯的错判率为8.57%,识别准确率为89.65%。初步证明了利用去囊衣带芯橘瓣橘芯相对砂囊的特征荧光信号分选去囊衣带芯橘瓣的可行性。