LIU Jie1, ZHAO Kang1,2,3, ZHAO Qinjun1, SONG Ye2,3()
Received:
2025-05-29
Online:
2025-08-13
Foundation items:
The Key R&D Projects in Shandong Province(2022TZXD007); PhD Start-up Fund of University of Jinan(XBS2494)
About author:
LIU Jie, E-mail: 13285479569@163.com
corresponding author:
CLC Number:
LIU Jie, ZHAO Kang, ZHAO Qinjun, SONG Ye. Research on The Acoustic-Vibration Detection Method for The Apple Moldy Core Disease Based on D-S Evidence Theory[J]. Smart Agriculture, doi: 10.12133/j.smartag.SA202505032.
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URL: https://www.smartag.net.cn/EN/10.12133/j.smartag.SA202505032
Table 1
Textural feature parameters of vibro-acoustic multi-domain images and the corresponding formulas
序号 | 特征参数 | 计算公式 | 序号 | 特征参数 | 计算公式 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 小梯度优势 | (1) | 9 | 梯度均方差 | (9) |
2 | 大梯度优势 | (2) | 10 | 相关性 | (10) |
3 | 灰度分布不均匀性 | (3) | 11 | 灰度熵 | (11) |
4 | 梯度分布不均匀性 | (4) | 12 | 梯度熵 | (12) |
5 | 角二阶距 | (5) | 13 | 混合熵 | (13) |
6 | 灰度均值 | (6) | 14 | 惯性矩 | (14) |
7 | 梯度均值 | (7) | 15 | 逆差矩 | (15) |
8 | 灰度均方差 | (8) |
Table 2
Results of the selected apple sensitive features by the MID and MIQ search rules of mRMR algorithm
数据集类型 | 筛选的敏感特征参数 | 数据集类型 | 筛选的敏感特征参数 | ||
---|---|---|---|---|---|
时域信号统计特征 | TD 2、TD 7、TD 18、TD 5 TD 9、TD 11、TD 10、TD 6 | 频域信号统计特征 | FD 7、FD 2、FD 3、FD 8 | ||
时域 SDP图 | GLGCM | TDG 9、TDG 13、TDG 6 TDG 15、TDG 10、TDG 7 | 频域GASF图 | GLGCM | FDG 6、FDG 9、FDG 13 FDG 1、FDG 11、FDG 14 |
ULBP | TDU 6、TDU 28、TDU 13、TDU 9、TDU 30、TDU 52、TDU 24、TDU 16、TDU 12、TDU 36、TDU 7、TDU 46、TDU 42、TDU 25、TDU 10 | ULBP | FDU 10、FDU 33、FDU 20、FDU 49、FDU 35、FDU 18、FDU 24、FDU 28、FDU 45、FDU 11、FDU 54、FDU 32、FDU 6、FDU 15 、FDU 39、FDU 13、FDU 2 | ||
时域GASF图 | GLGCM | TDG 8、TDG 14、TDG 11 TDG 9、TDG 10 | 频域GADF图 | GLGCM | FDG 6、FDG 9、FDG 13 FDG 11、FDG 14、FDG 1 |
ULBP | TDU 12、TDU 3、TDU 21、TDU 6、TDU 35、TDU 22、TDU 15、TDU 38、TDU 26、TDU 10、TDU 42、TDU 14、TDU 33、TDU 50 | ULBP | FDU 16、FDU 25、FDU 8、FDU 32、FDU 20、FDU 7、FDU 43、FDU 50、FDU 21、FDU 5、FDU 12、FDU 38、FDU 23、FDU 44、FDU 15、FDU 31 | ||
时域GADF图 | GLGCM | TDG 8、TDG 14、TDG 9 TDG 1、TDG 13 | 时频域ST图 | GLGCM | TFDG 10、TFDG 13、TFDG 5、TFDG 15、TFDG 6、TFDG 4、TFDG 14 |
ULBP | TDU 3、TDU 20、TDU 15、TDU 23、TDU 8、TDU 27、TDU 53、TDU 19、TDU 24、TDU 45、TDU 7、TDU 13、TDU 36、TDU 42 | ULBP | TFDU 9、TFDU 23、TFDU 16、TFDU 32、TFDU 14、TFDU 43、TFDU 38、TFDU 11、TFDU 25、TFDU 58、TFDU 12、TFDU 30、TFDU 44、TFDU 52、TFDU 27、TFDU 8、TFDU 2、TFDU 15、TFDU 46、TFDU 6 |
Table3
Training results of the apple MSVM classifier based on the shallow feature of each single domain
特征 | 分类准确率/% | |
---|---|---|
时域特征 | 统计特征 | 75.75 |
TD-SDP-GLGCM | 79.42 | |
TD-SDP-ULBP-PC | 76.83 | |
TD-GASF-GLGCM | 80.03 | |
TD-GASF-ULBP-PC | 78.34 | |
TD-GADF-GLGCM | 81.62 | |
TD-GADF-ULBP-PC | 85.20 | |
频域特征 | 统计特征 | 78.31 |
FD-GASF-GLGCM | 75.27 | |
FD-GASF-ULBP-PC | 80.59 | |
FD-GADF-GLGCM | 83.20 | |
FD-GADF-ULBP-PC | 88.94 | |
时频域特征 | TFD-ST-GLGCM | 93.53 |
TFD-ST-ULBP-PC | 91.62 |
Table 5
Basic probability assignment of the evidents based on the apple MSVM and ELM classifier
特征类型 | 特征名称 | 分类器 | 证据体 | 各证据体的基本概率分配值mi (Lj ) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
L 1 | L 2 | L 3 | Θ | ||||
浅层特征 | TD-GADF-ULBP-PC | MSVM | E 11 | 0.295 | 0.273 | 0.306 | 0.126 |
FD-GADF-ULBP-PC | E 12 | 0.300 | 0.292 | 0.323 | 0.085 | ||
TFD-ST-GLGCM | E 13 | 0.312 | 0.306 | 0.351 | 0.031 | ||
深层特征 | TD-GADF | ELM | E 21 | 0.298 | 0.286 | 0.314 | 0.102 |
FD-GADF | E 22 | 0.312 | 0.294 | 0.366 | 0.028 | ||
TFD-ST | E 23 | 0.319 | 0.298 | 0.382 | 0.001 |
Table 7
Comparative analysis of the discrimination accuracy of the models before and after fusion for three classes of apple
分类模型 | 总体分类准确率/% | 分类模型 | 总体分类准确率/% |
---|---|---|---|
TD-GADF-ULBP-PC-MSVM | 71.64 | FD-GADF-IResNet50-ELM | 80.37 |
FD-GADF-ULBP-PC-MSVM | 77.52 | TFD-ST-IResNet50-ELM | 85.82 |
TFD-ST-GLGCM-MSVM | 82.16 | IPSO-MSVM-DS | 87.45 |
TD-GADF-IResNet50-ELM | 75.33 | Adam-IResNet50 | 93.22 |
Table 8
Discrimination results of Adam-IResNet50-IPSO-ELM-DS model constructed by different feature set for apples with different degree of moldy core
产地 | 实际 类别 | 预测类别 | Kappa/% | MCC/% | F 1/% | OA/% | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
健康 | 亚健康 | 病害 | ||||||
熟知 产地 | 健康 | 106 | 2 | 0 | 89.66 | 89.68 | 93.01 | 93.22 |
亚健康 | 5 | 83 | 7 | |||||
病害 | 0 | 6 | 86 | |||||
陌生 产地 | 健康 | 68 | 4 | 0 | 85.41 | 85.55 | 90.21 | 90.36 |
亚健康 | 4 | 55 | 6 | |||||
病害 | 0 | 5 | 55 |
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Abstract |
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