农业机械学报

作者：蔡仲磊，石瑞瑶，张君仪，蔡乐天，张译之，张亚伟，李江波

单位：北京市农林科学院;石河子大学,北京市农林科学院,北京市农林科学院,北京市农林科学院,北京市农林科学院,中国农业大学,北京市农林科学院,

关键词：柑橘;早期腐烂;结构光反射成像;YOLO v7;CA

基金：北京市农林科学院杰出科学家培育专项（JKZX202405）、北京市农林科学院改革与发展项目（装备中心-2024）和中央高校基本科研业务费专项资金项目（2024TC144）

由于早腐区域在水果表面难以用肉眼直接观测，检测由真菌感染引起的柑橘早期腐烂成为柑橘产业面临的主要难题。为此开发一种基于可见LED结构光源的结构光反射成像系统，并提出结合螺旋相位变换（SPT）的解调方法。在解调原始图像过程中，使用3种不同的解调方法（三步相移法、二相SPT和一相SPT）。通过解调相移模式图像，可以得到直流分量（DC）和交流分量（AC）图像。与DC图像相比，AC图像和比值（RT）图像（AC/DC）可以清晰地显示早腐区域。在实际检测中，果梗会被误判为腐烂区域。针对柑橘早腐区域和果梗之间存在易误判的问题，提出一种基于YOLO v7的改进模型（YOLO v7-CA），即在YOLO v7模型骨干网络中引入坐标注意力机制（Coordinate attention，CA），从而提高模型对早腐区域的关注度。YOLO v7-CA模型结合二相螺旋相位变换（SPT）下的RT图像对柑橘早腐区域和果梗取得较好的检测结果。采用不同年份的早腐柑橘进行试验，检测精度达到98.5%。该研究为柑橘早期腐果检测提供了参考。

来源：2025年第8期

《农业机械学报》期刊编辑部

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