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1、第28卷第8期農(nóng)業(yè)工程學報Vl01-28No．82012焦4月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringApr．2012275X射線成像技術判別蠶繭性別蔡健榮，劉兵，李永平2，孫力(1．江蘇大學食品與生物工程學院，鎮(zhèn)江212013；2．寧波大紅鷹學院信息工程學院，寧波315175)摘要：為了實現(xiàn)雌、雄蠶繭分開繅絲，該文提出了一種基于X射線成像技術的蠶繭性別判別方法。利用x射線成像裝置獲取蠶蛹圖像，對蠶蛹圖像預處理并提取7個形狀特征后，分別采用線性判別分析(L
2、DA)和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(BPANN)建立判別模型。結(jié)果表明同一品種同一時期、同～品種不同時期、不同品種同一時期蠶繭的LDA判別模型性能優(yōu)于BPANN判別模型；LDA模型識別正確率分別大于91．33％、86．73％、89．53％，BPANN模型識別正確率分別大于88．47％、81．97％、83．26％，且LDA模型判別時問(68．5ms)遠低于BPANN模型(503．6ms)。研究結(jié)果可為蠶繭性別在線檢測提供技術指導。關鍵詞：X射線成像，圖像分析，模型，蠶繭，性別判別doi：10．39690．issn．1002—6819．20
3、12．08．044中圖分類號：TS143．2文獻標志碼：A文章編號：1002—6819(2012)一08—0275—05蔡健榮，劉兵，李永平，等．x射線成像技術判別蠶繭性別[J]農(nóng)業(yè)工程學報，2012，28(8)：275-279．CaiJianrong，LiuBing，LiYongping，eta1．SexualdiscriminationofsilkwormcocoonbasedOilX-myimaging[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering
4、(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(8)：275—279．(inChinesewithEnglishabsVac0差異判別蠶繭性別；蠶蛹密度、厚度均較大，對x射線有一0引言定吸收，利用x射線成像技術可在不破壞蠶繭的情況下直接蠶有雌雄之分。同一蠶品種，雄蠶繭與雌蠶繭相比，獲得蠶蛹圖像，且雌雄蠶蛹形態(tài)差異較大，可通過蠶蛹形態(tài)具有繭絲纖度細，凈度優(yōu)，抱合力好，生絲等級高等優(yōu)點，特征判斷蠶蛹性別，進而判斷蠶繭性別。本文利用x射線成是繅制5A、6A級高品位生絲的理想原料。而現(xiàn)行蠶繭都像技術獲取蠶蛹圖像，對圖像
5、預處理后，提取蠶蛹7個形態(tài)是雌雄蠶繭混合繅絲，很難批量生產(chǎn)5A、6A級高品位生特征變量，分別采用線性判別分析方法(LDA)和BP人工絲。將雌雄蠶繭分別利用，可在基本不增加生產(chǎn)投入的情神經(jīng)網(wǎng)絡(BPANN)建立判別模型并進行比較，以得到一種況下大幅度提高產(chǎn)品附加值，提高絲綢產(chǎn)品質(zhì)量l1之]。能有效判別蠶繭性別的模型。目前獲得雄蠶繭的方法主要有兩類：雄蠶培育法，無1試驗材料與裝置損檢測法。雄蠶培育法通過改變家蠶生存條件或通過控制家蠶生理機能獲得，該類方法存在一定缺點，如性別限性1．1x射線成像裝置技術，須將雌、雄蠶分開上簇，會增大
6、蠶農(nóng)勞動強度；性試驗用x射線成像裝置主要由x射線發(fā)生器、x射線探連鎖平衡致死技術，制種成本高；控制環(huán)境條件會對雄蠶測器、圖像采集卡、主控計算機、機械傳動裝置、射線防護的綜合經(jīng)濟性狀造成不良影響孓4J。無損檢測法主要包括裝置等組成，其主要硬件參數(shù)如下：采用T80—1—60型高壓x近紅外光譜技術、計算機視覺技術等。潘沈元【5l、金同銘[61、射線發(fā)生器(北京機電院高技術股份有限公司)，管電壓30～顏輝[、李玉品[8J等研究了基于近紅外光譜法判別蠶繭雌雄80kV，管電流0．3～1．0mA，無級可調(diào)；X-Scan0．4F2．307的方
7、法，該法需對蠶繭預處理，且檢測精度與檢測環(huán)境、型線陣探測器(芬蘭DT公司)，像素寬度0．4toni，像素數(shù)檢測器與樣本問距離有關，實際應用難度較大；C．Liu等768個，感光區(qū)總長307mill；自制傳送裝置，傳送速度0．1～利用核磁共振成像(MRI)技術成功判別出蠶繭雌雄，但試0．8m／s，無級可調(diào)。x射線成像裝置示意圖如圖1所示。驗設備昂貴，難以實際應用。因此，探索一種新的蠶繭性防護漿髯計锿棚．別判別技術具有重要的實際應用價值。x射線穿透被檢物體時，因物體的吸收、散射等作用，強度會逐漸減弱。其強度衰減程度與被檢物體的組分、
8、厚度及入射射線能量有關。蠶繭密度、厚度遠小于蠶蛹，對X射線基本無吸收，且雌雄蠶繭形態(tài)差異小，很難依靠蠶繭形態(tài)收稿日期：2011．07．29修訂日期：2011-08—14基金項目：國家自然科學基金資助項目(30771243)作者簡介：蔡健榮(1966一)，男，上海人，博士，教授
