【摘 要】
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应用计算机视觉技术,研究苹果外观质量在线分级算法,并研制出适合生产实践的分级设备,有利于提高我国苹果产业的国际竞争力,利于扩大我国高档优质节果的出口、增加果农收入,为国家
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应用计算机视觉技术,研究苹果外观质量在线分级算法,并研制出适合生产实践的分级设备,有利于提高我国苹果产业的国际竞争力,利于扩大我国高档优质节果的出口、增加果农收入,为国家赚取外汇收入,有着重大的意义。本研究作为国家“863”重点资助项目“农畜产品品质快速无损检测技术”的重要组成部分,以实现苹果外观品质的自动分级为目的,对分级的装置和分级的相关算法进行了一定的研究。
本研究是要在动态情况下利用计算机视觉技术对苹果进行外观质量分级。为了研究的顺利进行,研制了由旋转工作台、摄像头、图像采集卡、计算机等设备组成的动态图像采集装置。利用研制的动态图像采集装置,对苹果的分级算法进行了研究。在利用摄像头进行图像拍摄的时候,研究了四项关键技术:Bayer转换技术、白平衡处理、Gamma校正及双缓冲技术。提出了包括图像背景的去除方法、非模糊的滤波处理等预处理算法,并对包含三个苹果的图像进行了分割。在苹果的特征提取算法研究中,基于快速而准确的原则,提出以节果的当量直径作为苹果的果径,以苹果的圆形度作为果形参数,以果面平均色度值作为苹果的颜色参数;在缺陷识别上,通过扫描去背景后苹果上是否有大空洞判别苹果表面是否存在大的损伤,并应用了一种全新的分割算法—SUSAN算子分割苹果图像,执行去边缘处理后,扫描剩余像素数目,根据果梗、果萼及缺陷之间的差异,找出了其中的不同之处,从而达到识别的目的。通过提取这些外观特征参数,利用一定的分级算法,从而达到对苹果分级的目的。研究的最后还对生产实践中系统的工作模式进行了一定的讨论。
本研究研制完成了一个动态图像采集装置,并为装置编写了分级软件。本系统已经能够完成苹果的外观质量实时分级。
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