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专利号: 2019102299538
申请人: 沈阳农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于低场核磁共振技术判别腐烂蓝莓的方法,其特征在于:所述方法包括下述步骤:

①利用低场核磁共振系统采集待检测蓝莓的驰豫谱信息,获得横向驰豫时间T21、T22、T23和信号幅值A21、A22、A23,共计6个横向驰豫信号变量;

②利用低场核磁共振系统采集待检测蓝莓横断面的质子密度加权图像,获得灰度直方图均值、灰度直方图灰度众数、灰度共生矩阵相关性、灰度梯度共生矩阵惯性、灰度梯度共生矩阵灰度平均,共计5个特征变量;

③将步骤①获得的6个横向驰豫信号变量和步骤②获得的5个特征变量作为输入矢量,输入BPNN模型,对腐烂蓝莓进行判别。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在进行步骤③前,将步骤①获得的6个横向驰豫信号变量和步骤②获得的5个特征变量进行归一化处理,使所有特征向量的范围都限定在(0,1)之间。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤③中,BPNN模型输出向量的维数为2,输出层采用二进制字符进行识别,“1”对应健康蓝莓;“0”对应腐烂蓝莓;激活函数为tansig,输出层函数为tansig,网络训练函数为trainlm,训练步数为5000,训练目标为

0.0001。

4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:采集腐烂蓝莓和健康蓝莓至少各80个作为训练集样本,获取训练集样本的横向驰豫时间T21、T22、T23和信号幅值A21、A22、A23,灰度直方图均值、灰度直方图灰度众数、灰度共生矩阵相关性、灰度梯度共生矩阵惯性、灰度梯度共生矩阵灰度平均,共计11个变量作为BPNN模型的输入矢量;BPNN模型输出向量的维数为2,输出层采用二进制字符进行识别,“1”对应健康蓝莓;“0”对应腐烂蓝莓;激活函数为tansig,输出层函数为tansig,网络训练函数为trainlm,训练步数为5000,训练目标为

0.0001。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤①中,所述横向驰豫时间T21、T22、T23和信号幅值A21、A22、A23按下述方法获得:将待测蓝莓置于低场核磁共振系统,并采用硬脉冲回波序列检测蓝莓的横向弛豫过程,使用迭代寻优的方法将采集到的T2衰减曲线带入驰豫模型中拟合并反演可得到样品的T2驰豫信息,包括弛豫时间及其对应的弛豫信号幅值;T2横向驰豫图谱的驰豫时间变化范围为0.01ms~1000ms,分别记为T21(0.01ms~10ms)、T22(10ms~100ms)、T23(100ms~1000ms),T21、T22和T23相应的信号幅值为A21、A22、A23。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤②中,所述5个特征变量按下述方法获得:

将待测蓝莓置于低场核磁共振系统,并采用MSE多层自旋回波序列采集蓝莓横断面的质子密度图像;采用二次阈值分割法进行阈值分割,获得蓝莓腐烂区域的二值化图像,并获取所得蓝莓腐烂区域的二值化图像的灰度直方图均值、灰度直方图灰度众数、灰度共生矩阵相关性、灰度梯度共生矩阵惯性、灰度梯度共生矩阵灰度平均。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤②中,所述二次阈值分割法按下述方法进行:

第一次阈值分割时,阈值为50,将灰度值低于阈值的设置为0,将灰度值高于阈值的设置为1,经过膨胀、腐蚀处理,再去除孤立像素后,即可得到分割蓝莓区域的二值化图像;将原始灰度图像与二值化图像做掩膜处理,得到蓝莓区域图像,蓝莓图像灰度值保持不变,而区域外图像灰度值都为0;

第二次阈值分割时,阈值为155,将腐烂区域从蓝莓中分割出来,背景区域的灰度值不变,继续设置为0,在蓝莓区域,若灰度值大于阈值,则设置为0,若灰度值小于阈值则设置为

1,然后经过膨胀、腐蚀处理,即得到蓝莓腐烂区域的二值化图像。