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玉米霉变及黄曲霉素的图像处理检测方法摘要：仓储玉米由于存储时间比较长极有可能会发生霉变有些玉米也有可能会感染黄曲霉素由此需要对仓储玉米进行有效的判断避免扩大损失。一般而言如果玉米出现了霉变其颜色会发生变化有黄色变为褐色有明显的发黑情况。基于此点图像非常容易辨别玉米如果感染上了黄曲霉素也需要对其图像有效处理才能够明确的发现玉米是否真正的感染上黄曲霉素。本文首先对材料与方法进行简单的介绍其次对玉米霉变以及黄曲霉素的图像处理检测方法进行了介绍仅供交流使用。关键词：玉米霉变；黄曲霉素；图像处理；检测如果玉米出现了霉变则其在新陈代谢的过程中就会形成黄曲霉素等各种影响玉米质量的有害毒素如果家畜食用了毒玉米很有可能就会中毒严重者直接死亡而如果人类误吃了这样的家畜也会出现中毒现象由此课件做好玉米霉变的检测十分重要。传统的方法是利益化学方法来进行分析但是此种分析方法需要消耗大量的时间同时对物料来说也有一定的破坏作用因此很多情况下并不会选择此种检测方法。与之相比研究人员更愿意选择应用图像处理方法。1材料与方法1.1样品准备采集图像的玉米颗粒来自2014年8月在某地收获的玉米。在玉米生长早期即接种黄曲霉毒素以便形成黄曲霉感染。用无菌水稀释至每毫升4×106个孢子每隔12个植株通过钢针对玉米穗注入3mL溶液。收获后用空气干燥机对接种过的玉米棒进行干燥在有效避免有害粉尘颗粒挥发的同时避免了交叉污染。试验用玉米颗粒共112粒其中霉变玉米颗粒77粒含有黄曲霉毒素的玉米颗粒共23粒。对每一组玉米颗粒分别在自然光与365nm的紫外光下进行观察以确定是否表现出霉变特征。用不锈钢刮铲提取表现出霉变特征的玉米颗粒及临近颗粒。同时提取远离霉变且没有表现出霉变特征的玉米颗粒作为对照样本。1.2图像获取与化学检测将提取出的玉米颗粒按顺序摆放在用白色Teflon制作的背景板的相应容孔中在每一个背景板上制作30个容孔其中因为感染严重而破损的颗粒放置在最右侧的3列容孔中作为对照样本的正常玉米颗粒随机分布在最左侧的两列容孔中。为保证足够的清晰度相机的分辨率为4256×2832。首先在自然条件下获得玉米颗粒的可见光图像然后再获取365nm波长的紫外光下的图像。图像采集后采用高效液相色谱法（HPLC）对玉米颗粒逐粒进行化学检测。将在紫外光下含有黄绿色荧光的玉米颗粒整粒研碎HPLC检测的结果显示上述在紫外光照射下能发出黄绿色荧光的玉米颗粒均含有黄曲霉毒素。2可见光下霉变玉米颗粒的检测2.1预处理此次研究所使用的图像都是由相机拍摄研究之前检测人员应该对图像中的基本信息进行了解比如试验台、玉米颗粒等。因为试验台以及标签纸都会不同程度的影响玉米颗粒的提取所以检测人员在进行预处理之前需要将所有的干扰因素全部都排除以免影响做种结果。检测人员需要在图像中选取感兴趣区域能够明显的霉变玉米的不提供。为了能够缩短检测时间检测人员最终决定将彩色图像全部都变为灰度图像这样能够对图像进行统一的处理。一般情况下玉米如果出现了霉变其表层颜色会出现非常明显的变化比如变为褐色严重者变成黑色因此彩色图像变为灰度图像之后出现霉变的玉米灰度值要偏小。检测过程中检测人员正是通过灰度值的选定来确定玉米是否出现了霉变。检测过程中试验人员选择应用自定义阈值算法。2.2图像去噪以及特征提取在进行图像输入的过程中不可避免的会出现噪音这使得图像质量大受影响使得图像后续处理难度加大为此检测人员在进行图像处理时进行了膨胀以及腐蚀操作以此降低噪音影响。因为相同的玉米粒可能有很多区域都出现了霉变因此需要对其进行重复的膨胀操作否则间隔比较大的区域无法有效的连接起来但是需要注意的是膨胀次数也不能过多否则两个玉米粒就会出现连通的情况这导致最终的数据结果偏小。检测人员通过多次的试验最终发现重复膨胀80次之后效果最佳玉米粒之间不会出现连通。结束上述工作之后检测人员需要将发现的玉米霉变的地方完都标记出来同时需要注意标记结果应该能够完全的映射到自然光上这样才能够将所发生霉变的玉米粒完全的检测出来。3感染黄曲霉素玉米颗粒的检查方法3.1预处理检测人员需要选择应用荧光图像来对玉米颗粒进行预处理这主要是因为黄曲霉素在特定的紫外光情况下会发出黄绿色荧光为此检测人员只需要对紫外光图像进行检测按照颜色的不同就可以辨别出玉米是否感染了黄曲霉素。检测人员需要对玉米颗粒的特征进行预先的提取将黄绿色的部分标记出来作为检测的目标区域。此图像也会受到噪音干扰因此也需要对其进行降低噪音的处理检测人员会直接对图像进行增强处理。3.2荧光图像处理为区分黄绿色荧光