【目的/意义】 霉心病是苹果常见的内部病害,具有较强的传染性。在贮藏早期,霉变症状被限制在果核内部,苹果组织处于亚健康状态,但仍具有商品价值,因此对霉核苹果进行早期检测至关重要。 【方法】 本研究利用声振动无损检测系统采集声振动响应信号,采用对称极坐标变换(Symmetrized Dot Pattern, SDP)、格拉姆角场变换(Gramian Angular Field, GAF)和Stockwell变换(Stockwell Transform, ST),其中GAF分为格拉姆求和场(Gramian Angular Summation Field, GASF)和格拉姆差场(Gramian Angular Difference Field, GADF),以此获得声振多域谱的SDP图、GASF图、GADF图和ST图。利用统一局部二值模式法(Uniform Local Binary Pattern, ULBP)和灰度-梯度共生矩阵法(Gray-Level-Gradient Co-occurrence Matrix, GLGCM)分别从多域可视化图像中提取人工特征,同时设计了基于卷积注意力机制模块和Adam优化器改进的ResNet50特征提取器(Adam-IResNet50)从各域可视化图像中自动提取深度特征,构建最优浅层特征训练分类器多元支持向量机(Multiple Support Vector Machine, MSVM)和最优深层特征训练分类器极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)。将两种分类器初步判别结果转化为独立证据体的基本概率分配,然后基于D-S(Dempster-Shafer, D-S)证据理论中的Dempster合成规则和决策判决规则,获得最终的早期霉心苹果决策判决结果,进而构建声振多域谱浅层特征和深层特征决策层融合模型。 【结果和讨论】 构建的Adam-IResNet50-IPSO-ELM-DS模型对熟知产地3类别苹果多分类的Kappa系数和马修斯相关系数(Matthews Correlation Coefficient, MCC)值略低于90%,F1和总体准确率(Overall Accuracy, OA)值分别达到了93.01%和93.22%,对亚健康果的判别准确率达到了87.37%,对病害果误判率为8.33%。表明该模型对3类别苹果的分类不仅能较好兼顾查准能力和查全能力,还保持较高检测精度。 【结论】 提出的基于D-S证据理论的苹果霉心病声振检测方法可有效完成检测任务,为今后早期霉心苹果的在线批量化检测提供技术支撑。