X射线成像技术判别蚕茧性别.pdf

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1、第28卷第8期农业工程学报Vl01-28No．82012焦4月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringApr．2012275X射线成像技术判别蚕茧性别蔡健荣，刘兵，李永平2，孙力(1．江苏大学食品与生物工程学院，镇江212013；2．宁波大红鹰学院信息工程学院，宁波315175)摘要：为了实现雌、雄蚕茧分开缫丝，该文提出了一种基于X射线成像技术的蚕茧性别判别方法。利用x射线成像装置获取蚕蛹图像，对蚕蛹图像预处理并提取7个形状特征后，分别采用线性判别分析(L

2、DA)和BP人工神经网络(BPANN)建立判别模型。结果表明同一品种同一时期、同～品种不同时期、不同品种同一时期蚕茧的LDA判别模型性能优于BPANN判别模型；LDA模型识别正确率分别大于91．33％、86．73％、89．53％，BPANN模型识别正确率分别大于88．47％、81．97％、83．26％，且LDA模型判别时问(68．5ms)远低于BPANN模型(503．6ms)。研究结果可为蚕茧性别在线检测提供技术指导。关键词：X射线成像，图像分析，模型，蚕茧，性别判别doi：10．39690．issn．1002—6819．20

3、12．08．044中图分类号：TS143．2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一08—0275—05蔡健荣，刘兵，李永平，等．x射线成像技术判别蚕茧性别[J]农业工程学报，2012，28(8)：275-279．CaiJianrong，LiuBing，LiYongping，eta1．SexualdiscriminationofsilkwormcocoonbasedOilX-myimaging[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering

4、(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(8)：275—279．(inChinesewithEnglishabsVac0差异判别蚕茧性别；蚕蛹密度、厚度均较大，对x射线有一0引言定吸收，利用x射线成像技术可在不破坏蚕茧的情况下直接蚕有雌雄之分。同一蚕品种，雄蚕茧与雌蚕茧相比，获得蚕蛹图像，且雌雄蚕蛹形态差异较大，可通过蚕蛹形态具有茧丝纤度细，净度优，抱合力好，生丝等级高等优点，特征判断蚕蛹性别，进而判断蚕茧性别。本文利用x射线成是缫制5A、6A级高品位生丝的理想原料。而现行蚕茧都像技术获取蚕蛹图像，对图像

5、预处理后，提取蚕蛹7个形态是雌雄蚕茧混合缫丝，很难批量生产5A、6A级高品位生特征变量，分别采用线性判别分析方法(LDA)和BP人工丝。将雌雄蚕茧分别利用，可在基本不增加生产投入的情神经网络(BPANN)建立判别模型并进行比较，以得到一种况下大幅度提高产品附加值，提高丝绸产品质量l1之]。能有效判别蚕茧性别的模型。目前获得雄蚕茧的方法主要有两类：雄蚕培育法，无1试验材料与装置损检测法。雄蚕培育法通过改变家蚕生存条件或通过控制家蚕生理机能获得，该类方法存在一定缺点，如性别限性1．1x射线成像装置技术，须将雌、雄蚕分开上簇，会增大

6、蚕农劳动强度；性试验用x射线成像装置主要由x射线发生器、x射线探连锁平衡致死技术，制种成本高；控制环境条件会对雄蚕测器、图像采集卡、主控计算机、机械传动装置、射线防护的综合经济性状造成不良影响孓4J。无损检测法主要包括装置等组成，其主要硬件参数如下：采用T80—1—60型高压x近红外光谱技术、计算机视觉技术等。潘沈元【5l、金同铭[61、射线发生器(北京机电院高技术股份有限公司)，管电压30～颜辉[、李玉品[8J等研究了基于近红外光谱法判别蚕茧雌雄80kV，管电流0．3～1．0mA，无级可调；X-Scan0．4F2．307的方

7、法，该法需对蚕茧预处理，且检测精度与检测环境、型线阵探测器(芬兰DT公司)，像素宽度0．4toni，像素数检测器与样本问距离有关，实际应用难度较大；C．Liu等768个，感光区总长307mill；自制传送装置，传送速度0．1～利用核磁共振成像(MRI)技术成功判别出蚕茧雌雄，但试0．8m／s，无级可调。x射线成像装置示意图如图1所示。验设备昂贵，难以实际应用。因此，探索一种新的蚕茧性防护浆髯计锿棚．别判别技术具有重要的实际应用价值。x射线穿透被检物体时，因物体的吸收、散射等作用，强度会逐渐减弱。其强度衰减程度与被检物体的组分、

8、厚度及入射射线能量有关。蚕茧密度、厚度远小于蚕蛹，对X射线基本无吸收，且雌雄蚕茧形态差异小，很难依靠蚕茧形态收稿日期：2011．07．29修订日期：2011-08—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(30771243)作者简介：蔡健荣(1966一)，男，上海人，博士，教授