基于三维点云的采后香蕉表征褐变定量评估方法

摘要

【目的】研究采后香蕉的表征褐变并评估其衰老程度对香蕉保鲜管理至关重要，本研究致力于解决传统人工测量香蕉表征褐变存在的劳动强度大、效率低下的问题。【方法】提出一种基于三维点云的采后香蕉表征褐变过程定量评估方法。首先利用三维扫描仪获取香蕉的三维点云模型，重构出香蕉的几何模型；然后使用欧式聚类对香蕉几何模型进行点云滤波降噪处理；再结合图像阈值分割法与散点轮廓算法（Alpha Shapes）求出香蕉的体积、表面积和黑斑面积；最后利用傅里叶函数对香蕉表面黑斑变化过程进行模拟，确定香蕉表征褐变过程的评估模型。设计本算法与溢水法测量实际香蕉体积、手绘测量面积的对比试验。【结果】拟合香蕉的生长函数，回归直线对观测值的拟合程度R²=0.981 6>0.75，验证了算法的有效性。对比试验结果表明，本算法与实际测量值的平均相对误差小于1%，验证了该算法的准确性和可行性。【结论】本研究可为香蕉的保鲜管理提供数据及技术支撑。

关键词

三维点云 / 数据拟合 / 香蕉 / 褐变 / 保鲜