基 于 機(jī) 器 視 覺 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 分 級 研 究 李 建 航 易 克 傳 劉 浪 張 新 偉 孫 業(yè) 榮 安 徽 科 技 學(xué) 院 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 安 徽 鳳 陽 2 3 3 1 0 0 摘 要 針 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 傳 統(tǒng) 分 揀 方 法 效 率 低 的 問 題 提 出 利 用 機(jī) 器 視 覺 技 術(shù) 進(jìn) 行 藍(lán) 莓 果 實(shí) 投 影 面 積 的 數(shù) 字 化 識 別 與 計 算 采 用 最 大 類 間 方 差 法 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 進(jìn) 行 分 割 并 用 形 態(tài) 學(xué) 處 理 方 法 去 除 連 通 區(qū) 域 采 用 最 小 二 乘 法 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 區(qū) 域 進(jìn) 行 近 似 圓 擬 合 經(jīng) 過 標(biāo) 定 后 計 算 出 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 面 積 和 周 長 結(jié) 果 顯 示 以 手 動 分 割 結(jié) 果 作 為 標(biāo) 準(zhǔn) 計 算 相 對 準(zhǔn) 確 率 情 況 下 采 用 藍(lán) 莓 果 實(shí) 面 積 作 為 分 級 標(biāo) 準(zhǔn) 比 周 長 作 為 分 級 標(biāo) 準(zhǔn) 更 加 精 確 效 果 更 好 經(jīng) 過 圖 像 處 理 后 計 算 出 面 積 的 平 均 準(zhǔn) 確 率 達(dá) 到 9 8 9 3 效 果 穩(wěn) 定 具 有 較 高 的 準(zhǔn) 確 度 為 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 自 動 分 級 提 供 了 重 要 依 據(jù) 關(guān) 鍵 詞 機(jī) 器 視 覺 藍(lán) 莓 果 實(shí) 最 小 二 乘 法 擬 合 圖 像 處 理 中 圖 分 類 號 T P 3 9 1 4 1 S 6 6 3 9 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 A 文 章 編 號 1 6 7 3 0 1 4 3 2 0 2 1 0 3 0 0 6 4 0 6 D O I 1 0 1 6 3 8 9 j c n k i c n 4 2 1 7 3 7 n 2 0 2 1 0 3 0 0 9 R e s e a r c h o n B l u e b e r r y F r u i t G r a d i n g B a s e d o n M a c h i n e V i s i o n L I J i a n h a n g Y I K e c h u a n L I U L a n g Z H A N G X i n w e i S U N Y e r o n g C o l l e g e o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g A n h u i S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y U n i v e r s i t y F e n g y a n g 2 3 3 1 0 0 A n h u i C h i n a A b s t r a c t I n v i e w o f t h e l o w e f f i c i e n c y o f t h e t r a d i t i o n a l s o r t i n g m e t h o d o f b l u e b e r r y f r u i t t h e d i g i t a l r e c o g n i t i o n a n d c a l c u l a t i o n o f t h e p r o j e c t i o n a r e a o f b l u e b e r r y f r u i t w e r e p r o p o s e d b y u s i n g m a c h i n e v i s i o n t e c h n o l o g y T h e i m a g e o f b l u e b e r r y f r u i t w a s d i v i d e d b y t h e m a x i m u m i n t e r c l a s s v a r i a n c e m e t h o d t h e c o n n e c t e d d o m a i n a r e a w a s r e m o v e d b y m o r p h o l o g i c a l p r o c e s s i n g m e t h o d t h e b l u e b e r r y a r e a w a s a p p r o x i m a t e l y r o u n d e d b y t h e l e a s t s q u a r e m e t h o d a n d t h e a r e a a n d p e r i m e t e r o f b l u e b e r r y f r u i t w e r e c a l c u l a t e d a f t e r c a l i b r a t i o n T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t i n t h e c a s e o f m a n u a l s e g m e n t a t i o n r e s u l t s a s t h e s t a n d a r d f o r c a l c u l a t i n g r e l a t i v e a c c u r a c y t h e u s e o f t h e b l u e b e r r y a r e a a s t h e g r a d i n g s t a n d a r d w a s m o r e a c c u r a t e t h a n t h e u s e o f p e r i m e t e r a s t h e g r a d i n g s t a n d a r d a n d t h e e f f e c t w a s b e t t e r A f t e r t h e i m a g e p r o c e s s i n g t h e a v e r a g e a c c u r a c y o f t h e c a l c u l a t e d a r e a r e a c h e d 9 8 9 3 t h e e f f e c t w a s s t a b l e w i t h h i g h a c c u r a c y I t p r o v i d e s a n i m p o r t a n t b a s i s f o r t h e a u t o m a t i c g r a d i n g o f b l u e b e r r y f r u i t K e y w o r d s m a c h i n e v i s i o n b l u e b e r r y f r u i t l e a s t s q u a r e s f i t t i n g i m a g e p r o c e s s i n g 收 稿 日 期 2 0 2 0 1 0 1 8 基 金 項(xiàng) 目 安 徽 省 教 育 廳 重 點(diǎn) 項(xiàng) 目 K J 2 0 2 0 A 0 0 6 8 作 者 簡 介 李 建 航 1 9 9 3 男 碩 士 生 研 究 方 向 農(nóng) 業(yè) 智 能 制 造 及 裝 備 技 術(shù) 通 信 作 者 易 克 傳 1 9 6 9 男 教 授 碩 士 研 究 方 向 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 化 E m a i l y i k e c h u a n s i n a c o m 第 4 9 卷 第 3 期 2 0 2 1 年 6 月 江 漢 大 學(xué) 學(xué) 報 自 然 科 學(xué) 版 J J i a n g h a n U n i v N a t S c i E d V o l 4 9 N o 3 J u n 2 0 2 1 近 些 年 隨 著 人 們 生 活 水 平 的 不 斷 提 高 對 水 果 品 質(zhì) 的 要 求 越 來 越 高 而 分 級 是 水 果 生 產(chǎn) 加 工 中 提 高 品 質(zhì) 的 重 要 環(huán) 節(jié) 傳 統(tǒng) 的 水 果 分 級 方 法 主 要 是 靠 人 工 分 揀 不 僅 費(fèi) 時 費(fèi) 力 而 且 分 級 也 不 準(zhǔn) 確 1 機(jī) 器 視 覺 檢 測 已 經(jīng) 在 水 果 的 檢 測 和 水 果 的 自 動 采 摘 中 得 到 應(yīng) 用 其 中 包 括 西 瓜 臍 橙 蘋 果 片 的 干 燥 程 度 干 棗 的 在 線 分 級 及 成 熟 度 檢 測 等 在 水 果 檢 測 方 面 劉 啟 全 等 2 通 過 對 采 集 的 哈 密 瓜 R G B 圖 像 進(jìn) 行 處 理 后 采 用 橢 圓 擬 合 對 哈 密 瓜 輪 廓 進(jìn) 行 特 征 提 取 利 用 橢 圓 的 長 軸 以 及 橢 圓 率 建 立 分 級 標(biāo) 準(zhǔn) 并 以 固 定 的 閾 值 進(jìn) 行 分 級 檢 測 其 準(zhǔn) 確 率 為 9 0 2 9 王 干 等 3 針 對 臍 橙 外 觀 缺 陷 程 度 的 分 級 檢 測 進(jìn) 行 了 研 究 利 用 圖 像 處 理 技 術(shù) 獲 取 缺 陷 和 尺 寸 參 數(shù) 進(jìn) 而 實(shí) 現(xiàn) 臍 橙 的 分 級 檢 測 郭 志 明 等 4 利 用 機(jī) 器 視 覺 技 術(shù) 結(jié) 合 紅 外 光 譜 分 析 技 術(shù) 開 發(fā) 了 蘋 果 品 質(zhì) 在 線 檢 測 系 統(tǒng) 并 采 用 蟻 群 算 法 建 立 最 優(yōu) 模 型 預(yù) 測 集 相 關(guān) 系 數(shù) 為 0 9 3 5 8 預(yù) 測 集 均 方 根 誤 差 為 0 2 6 1 9 在 對 干 棗 的 在 線 分 級 處 理 中 采 用 閾 值 分 割 技 術(shù) 對 干 棗 的 尺 寸 顏 色 以 及 缺 陷 的 精 確 分 類 準(zhǔn) 確 性 較 高 5 在 水 果 的 自 動 采 摘 方 面 白 克 6 設(shè) 計 了 基 于 P L C 和 機(jī) 器 視 覺 相 結(jié) 合 的 控 制 系 統(tǒng) 大 大 提 高 了 水 果 的 采 摘 效 率 本 文 以 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 分 級 加 工 為 研 究 對 象 通 過 采 用 機(jī) 器 視 覺 技 術(shù) 對 采 集 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 進(jìn) 行 數(shù) 字 化 處 理 采 用 圖 像 分 割 標(biāo) 記 的 手 段 實(shí) 現(xiàn) 了 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 準(zhǔn) 確 分 割 對 機(jī) 器 視 覺 技 術(shù) 用 于 水 果 分 級 具 有 重 要 意 義 1 材 料 與 方 法 1 1 供 試 材 料 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 采 集 系 統(tǒng) 主 要 由 工 業(yè) 相 機(jī) 鏡 頭 相 機(jī) 支 架 光 源 組 成 實(shí) 驗(yàn) 光 源 采 用 漫 反 射 板 的 高 角 度 L E D 入 射 光 源 選 擇 白 色 作 為 采 集 背 景 其 工 作 原 理 為 工 業(yè) 相 機(jī) 采 集 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 后 將 采 集 的 圖 像 傳 送 到 計 算 機(jī) 中 通 過 對 圖 像 的 處 理 識 別 從 而 判 斷 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 大 小 情 況 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1 所 示 5 1 2 3 4 1 藍(lán) 莓 果 實(shí) 2 光 源 3 工 業(yè) 相 機(jī) 4 相 機(jī) 支 架 5 P C 圖 1 圖 像 采 集 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 F i g 1 T h e s t r u c t u r e d i a g r a m o f t h e i m a g e a c q u i s i t i o n s y s t e m 1 2 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 預(yù) 處 理 1 2 1 圖 像 去 噪 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 采 集 后 由 于 系 統(tǒng) 本 身 傳 輸 的 誤 差 以 及 光 照 強(qiáng) 度 等 因 素 的 影 響 會 使 圖 像 在 采 集 過 程 中 產(chǎn) 生 分 布 不 均 勻 的 噪 聲 斑 點(diǎn) 等 干 擾 因 素 這 些 噪 聲 對 圖 像 的 頻 譜 寬 度 有 帶 限 作 用 造 成 了 采 集 后 的 圖 像 不 清 晰 為 了 提 高 采 集 圖 像 的 質(zhì) 量 采 用 去 噪 速 度 快 且 效 果 比 較 好 的 均 值 濾 波 算 法 對 采 集 后 的 圖 像 進(jìn) 行 去 噪 處 理 消 除 干 擾 因 素 提 高 圖 像 的 質(zhì) 量 進(jìn) 而 提 高 圖 像 分 割 和 面 積 測 算 的 速 度 和 準(zhǔn) 確 性 均 值 濾 波 算 法 的 原 理 是 利 用 模 板 區(qū) 域 的 像 素 平 均 值 代 替 中 間 值 進(jìn) 而 達(dá) 到 平 滑 作 用 7 均 值 濾 波 像 素 值 可 表 示 為 李 建 航 等 基 于 機(jī) 器 視 覺 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 分 級 研 究 2 0 2 1 年 第 3 期 6 5 江 漢 大 學(xué) 學(xué) 報 自 然 科 學(xué) 版 總 第 4 9 卷 g x y 1 n i 1 n f x i y i 1 式 中 f x i y i 為 模 板 區(qū) 域 內(nèi) i 點(diǎn) 的 像 素 值 n 為 模 板 區(qū) 域 像 素 總 和 1 2 2 圖 像 增 強(qiáng) 圖 像 經(jīng) 過 濾 波 處 理 后 其 邊 緣 變 得 模 糊 采 用 S o b e l 算 子 對 圖 像 進(jìn) 行 銳 化 處 理 并 采 用 直 方 圖 均 衡 化 的 方 法 提 高 濾 波 后 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 的 對 比 度 8 其 實(shí) 現(xiàn) 方 法 是 以 某 個 像 素 點(diǎn) 與 其 周 圍 鄰 域 8 個 像 素 點(diǎn) 組 成 3 3 的 區(qū) 域 分 別 沿 水 平 方 向 和 垂 直 方 向 與 卷 積 核 對 應(yīng) 點(diǎn) 乘 積 后 求 和 將 其 結(jié) 果 值 賦 為 該 點(diǎn) 新 值 直 方 圖 均 衡 化 是 將 原 始 圖 像 的 灰 度 圖 中 某 個 比 較 集 中 的 灰 度 區(qū) 間 均 勻 地 分 布 到 整 個 灰 度 空 間 實(shí) 現(xiàn) 對 圖 像 的 非 線 性 拉 伸 達(dá) 到 增 強(qiáng) 目 的 通 過 直 方 圖 的 均 衡 化 可 增 加 圖 像 的 亮 度 和 對 比 度 見 圖 2 輸 出 圖 像 的 灰 度 值 為 S k i 0 k n i n k 0 1 2 L 1 2 式 中 n i 表 示 當(dāng) 前 像 素 個 數(shù) L 表 示 圖 像 中 灰 度 級 總 數(shù) a 原 始 圖 像 灰 度 直 方 圖 b 均 衡 化 后 灰 度 直 方 圖 0 9 1 2500 2000 1500 1000 500 0 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 2500 2000 1500 1000 500 0 0 9 1 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 圖 2 直 方 圖 均 衡 結(jié) 果 F i g 2 H i s t o g r a m e q u a l i z a t i o n r e s u l t s 1 2 3 圖 像 二 值 化 圖 像 二 值 化 處 理 是 將 圖 像 中 的 目 標(biāo) 區(qū) 域 和 背 景 區(qū) 域 處 理 成 黑 色 與 白 色 進(jìn) 而 實(shí) 現(xiàn) 對 目 標(biāo) 區(qū) 域 的 提 取 9 圖 像 二 值 化 的 關(guān) 鍵 是 對 閾 值 的 選 取 由 于 圖 像 直 方 圖 呈 雙 峰 性 為 了 便 于 閾 值 的 自 動 計 算 本 文 選 擇 了 具 有 較 好 分 割 效 果 的 最 大 類 間 方 差 法 進(jìn) 行 計 算 最 大 類 間 方 差 法 是 以 灰 度 直 方 圖 為 基 礎(chǔ) 通 過 類 間 距 離 的 極 大 準(zhǔn) 則 來 確 定 分 割 區(qū) 域 的 一 種 自 適 應(yīng) 閾 值 分 割 方 法 1 0 最 大 類 間 方 差 法 進(jìn) 行 閾 值 分 割 是 對 單 通 道 圖 像 進(jìn) 行 多 重 閾 值 處 理 以 灰 度 直 方 圖 中 出 現(xiàn) 的 谷 底 作 為 分 割 點(diǎn) 對 波 峰 進(jìn) 行 分 割 在 對 圖 像 進(jìn) 行 分 割 時 期 望 找 到 一 個 將 目 標(biāo) 區(qū) 域 與 背 景 分 割 出 來 的 閾 值 T 大 于 閾 值 T 的 像 素 值 設(shè) 置 為 白 色 像 素 值 為 1 小 于 閾 值 T 的 像 素 值 設(shè) 置 為 黑 色 像 素 值 為 0 閾 值 分 割 后 的 圖 像 像 素 值 h x y 為 h x y 1 f x y T 0 f x y T 3 式 中 f x y 為 分 割 前 的 像 素 值 1 2 4 圖 像 形 態(tài) 學(xué) 處 理 圖 像 經(jīng) 過 分 割 后 得 到 二 值 圖 如 圖 3 a 所 示 從 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 二 值 圖 像 中 可 以 發(fā) 現(xiàn) 還 存 在 一 部 分 干 擾 點(diǎn) 而 且 藍(lán) 莓 果 實(shí) 區(qū) 域 有 空 洞 這 些 因 素 都 會 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 的 處 理 造 成 影 響 需 要 使 用 形 態(tài) 學(xué) 處 理 方 法 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 二 值 圖 進(jìn) 行 二 次 處 理 1 1 如 圖 3 b 所 示 二 次 處 理 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 區(qū) 域 先 后 分 別 進(jìn) 行 了 形 態(tài) 學(xué) 操 作 以 及 連 通 區(qū) 域 去 除 6 6 b 形 態(tài) 學(xué) 處 理 圖 a 二 值 化 圖 圖 3 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 處 理 結(jié) 果 圖 F i g 3 R e s u l t s c h a r t o f b l u e b e r r y i m a g e p r o c e s s i n g 1 3 藍(lán) 莓 果 實(shí) 面 積 計 算 1 3 1 最 小 二 乘 法 擬 合 圓 藍(lán) 莓 果 實(shí) 區(qū) 域 的 投 影 面 積 反 應(yīng) 了 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 大 小 是 藍(lán) 莓 果 實(shí) 等 級 分 類 的 重 要 指 標(biāo) 之 一 目 標(biāo) 區(qū) 域 測 量 是 物 體 選 擇 的 重 要 特 征 單 個 區(qū) 域 的 灰 度 像 素 值 是 區(qū) 域 面 積 分 割 的 主 要 依 據(jù) 最 小 二 乘 法 擬 合 是 根 據(jù) 最 小 誤 差 平 方 和 找 到 一 組 數(shù) 據(jù) 的 最 佳 函 數(shù) 匹 配 設(shè) 理 想 圓 心 為 x 0 y 0 半 徑 為 R 則 擬 合 圓 方 程 為 R 2 x x 0 2 y y 0 2 x 2 y 2 2 x x 0 2 y y 0 x 2 0 y 2 0 4 圓 方 程 進(jìn) 行 變 換 后 即 為 x 2 y 2 a x b y c 0 5 對 比 4 式 和 5 式 的 參 數(shù) 求 出 a b c 即 可 求 出 圓 心 x 0 y 0 與 半 徑 R x 0 a 2 y 0 b 2 R 1 2 a 2 b 2 4 c 6 邊 緣 點(diǎn) 的 樣 本 集 X i Y i i 1 2 N 樣 本 集 中 各 點(diǎn) 到 圓 心 距 離 d i 的 平 方 與 半 徑 平 方 的 差 為 i d 2 i R 2 X i x 0 2 Y i y 0 2 R 2 i 7 令 Q a b c 為 i 的 平 方 和 即 Q a b c 2 i X 2 i Y 2 i a X i b Y i c 2 8 求 出 參 數(shù) a b c 使 得 Q a b c 值 最 小 且 Q a b c 0 可 得 a G E D H D 2 C G b H C D E D 2 C G c X 2 i Y 2 i a X i b Y i N 9 C N X 2 i X i X i D N X i Y i X i Y i 式 中 E N X 3 i N X i Y 2 i X 2 i Y 2 i X i G N Y 2 i Y i Y i H N X 2 i Y i N Y 3 i X 2 i Y 2 i Y i 將 9 式 代 入 6 式 得 出 擬 合 圓 心 的 坐 標(biāo) 位 置 x 0 y 0 以 及 半 徑 R 的 值 擬 合 結(jié) 果 如 圖 4 所 示 1 3 2 標(biāo) 定 測 量 系 統(tǒng) 測 量 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 尺 寸 都 是 以 像 素 為 單 位 將 計 算 機(jī) 計 算 出 來 的 像 素 值 轉(zhuǎn) 化 為 以 m m 為 單 位 的 尺 寸 1 2 在 獲 取 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 時 加 入 已 知 面 積 的 第 四 套 2 0 1 7 年 一 角 人 民 幣 硬 幣 1 5 9 0 4 3 m m 2 作 為 定 標(biāo) 物 對 攝 像 頭 進(jìn) 行 標(biāo) 定 如 圖 5 所 示 通 過 提 取 圖 像 中 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 像 素 值 定 標(biāo) 物 的 像 素 值 和 定 標(biāo) 物 的 實(shí) 際 面 際 求 出 藍(lán) 莓 果 的 實(shí) 際 面 積 李 建 航 等 基 于 機(jī) 器 視 覺 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 分 級 研 究 2 0 2 1 年 第 3 期 6 7 S l N l N r S r 1 0 式 中 S l 為 被 測 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 實(shí) 際 面 積 N r 為 圖 像 中 定 標(biāo) 物 的 像 素 值 N l 為 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 像 素 值 S r 為 定 標(biāo) 物 的 實(shí) 際 面 積 圖 4 最 小 二 乘 擬 合 圓 F i g 4 L e a s t s q u a r e s f i t t i n g c i r c l e 圖 5 藍(lán) 莓 果 實(shí) 定 標(biāo) 圖 F i g 5 C a l i b r a t i o n c h a r t o f b l u e b e r r y f r u i t 2 結(jié) 果 與 分 析 藍(lán) 莓 果 實(shí) 區(qū) 域 經(jīng) 過 算 法 標(biāo) 記 處 理 后 可 以 計 算 出 其 面 積 與 周 長 的 像 素 值 可 實(shí) 現(xiàn) 對 藍(lán) 莓 果 實(shí) 大 小 進(jìn) 行 無 損 的 測 量 為 測 驗(yàn) 算 法 的 準(zhǔn) 確 性 實(shí) 驗(yàn) 選 擇 4 5 個 不 同 樣 本 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 圖 像 分 別 采 用 P h o t o s h o p 工 具 手 動 分 割 和 算 法 分 割 測 算 目 標(biāo) 區(qū) 域 的 像 素 值 本 文 采 用 相 對 準(zhǔn) 確 率 衡 量 測 算 精 度 1 L i L a L a 1 0 0 式 中 L a 為 P h o t o s h o p 工 具 手 動 分 割 出 的 目 標(biāo) 區(qū) 域 的 像 素 值 L i 為 算 法 分 割 出 的 目 標(biāo) 區(qū) 域 的 像 素 值 將 算 法 測 出 的 面 積 像 素 值 和 周 長 像 素 值 分 別 與 手 工 測 量 的 像 素 值 建 立 回 歸 模 型 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 如 圖 6 所 示 面 積 計 算 的 相 關(guān) 系 數(shù) R 2 0 9 9 8 8 9 相 對 準(zhǔn) 確 率 的 平 均 值 為 9 8 9 3 周 長 計 算 的 相 關(guān) 系 數(shù) R 2 0 9 8 0 0 3 相 對 準(zhǔn) 確 率 的 平 均 值 為 8 7 7 4 由 于 部 分 藍(lán) 莓 果 實(shí) 上 保 留 著 果 梗 導(dǎo) 致 計 算 藍(lán) 莓 果 實(shí) 周 長 時 存 在 較 大 誤 差 通 過 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 可 以 發(fā) 現(xiàn) 考 慮 到 藍(lán) 莓 果 實(shí) 進(jìn) 行 分 揀 過 程 中 樣 本 的 隨 機(jī) 性 與 復(fù) 雜 性 采 用 藍(lán) 莓 果 實(shí) 投 影 面 積 作 為 藍(lán) 莓 果 實(shí) 等 級 分 類 標(biāo) 準(zhǔn) 比 采 用 藍(lán) 莓 果 實(shí) 周 長 作 為 藍(lán) 莓 果 實(shí) 等 級 分 類 標(biāo) 準(zhǔn) 更 加 精 確 a 藍(lán) 莓 面 積 線 性 回 歸 模 型 b 藍(lán) 莓 周 長 線 性 回 歸 模 型 程 序 測 量 值 20000 40000 60000 60000 手 工 測 量 值 40000 20000 手 工 測 量 值 1000 800 600 400 500 1000 程 序 測 量 值 y 1 0048x 533 5891 R 2 0 99889 y 0 5497x 321 0485 R 2 0 98003 圖 6 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 F i g 6 T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s 江 漢 大 學(xué) 學(xué) 報 自 然 科 學(xué) 版 總 第 4 9 卷 6 8 2 0 2 1 年 第 3 期 3 結(jié) 語 本 文 以 成 熟 藍(lán) 莓 彩 色 圖 像 作 為 研 究 對 象 采 用 最 大 類 間 方 差 法 對 目 標(biāo) 區(qū) 域 進(jìn) 行 分 割 并 計 算 出 藍(lán) 莓 果 實(shí) 區(qū) 域 的 面 積 和 周 長 結(jié) 果 表 明 藍(lán) 莓 果 實(shí) 面 積 計 算 的 平 均 準(zhǔn) 確 率 為 9 8 9 3 藍(lán) 莓 果 實(shí) 周 長 計 算 的 平 均 準(zhǔn) 確 率 為 8 7 7 4 本 研 究 通 過 實(shí) 驗(yàn) 較 準(zhǔn) 確 地 計 算 了 藍(lán) 莓 果 實(shí) 的 面 積 和 周 長 但 仍 然 存 在 一 些 問 題 需 要 改 進(jìn) 由 于 不 能 將 藍(lán) 莓 果 實(shí) 上 保 留 的 果 梗 進(jìn) 行 準(zhǔn) 確 的 分 割 導(dǎo) 致 對 其 進(jìn) 行 周 長 的 精 確 計 算 存 在 較 大 的 誤 差 有 些 藍(lán) 莓 圖 像 的 直 方 圖 呈 單 峰 不 能 準(zhǔn) 確 地 將 目 標(biāo) 區(qū) 域 從 背 景 中 分 割 出 來 如 何 更 加 準(zhǔn) 確 地 分 割 并 使 結(jié) 果 的 魯 棒 性 提 高 還 需 要 繼 續(xù) 研 究 本 研 究 不 依 賴 大 量 的 樣 品 處 理 和 模 型 訓(xùn) 練 其 復(fù) 雜 度 和 成 本 都 較 低 在 后 續(xù) 工 作 中 對 藍(lán) 莓 進(jìn) 行 更 加 深 層 次 的 數(shù) 據(jù) 分 析 融 合 機(jī) 器 視 覺 方 法 與 深 度 學(xué) 習(xí) 框 架 實(shí) 現(xiàn) 藍(lán) 莓 的 等 級 檢 測 為 研 究 重 點(diǎn) 參 考 文 獻(xiàn) R e f e r e n c e s 1 張 悅 湘 淺 談 水 果 檢 測 及 分 揀 研 究 進(jìn) 展 J 南 方 農(nóng) 機(jī) 2 0 2 0 5 1 1 5 7 3 7 5 7 7 2 劉 啟 全 郭 俊 先 劉 明 濤 等 基 于 機(jī) 器 視 覺 的 哈 密 瓜 大 小 分 級 研 究 J 新 疆 農(nóng) 機(jī) 化 2 0 1 6 2 1 6 1 8 3 王 干 孫 力 李 雪 梅 等 基 于 機(jī) 器 視 覺 的 臍 橙 采 后 田 間 分 級 系 統(tǒng) 設(shè) 計 J 江 蘇 大 學(xué) 學(xué) 報 自 然 科 學(xué) 版 2 0 1 7 3 8 6 6 7 2 6 7 6 4 郭 志 明 黃 文 倩 陳 全 勝 等 近 紅 外 光 譜 的 蘋 果 內(nèi) 部 品 質(zhì) 在 線 檢 測 模 型 優(yōu) 化 J 現(xiàn) 代 食 品 科 技 2 0 1 6 3 2 9 1 4 7 1 5 3 5 姜 繼 祥 周 建 華 陳 明 基 于 計 算 機(jī) 視 覺 的 干 棗 在 線 分 級 J 信 息 技 術(shù) 2 0 1 2 3 1 4 0 1 4 3 6 白 克 基 于 P L C 和 機(jī) 器 視 覺 的 采 摘 機(jī) 器 人 智 能 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 J 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 2 0 2 1 4 3 2 2 1 2 2 1 6 7 G I L L J G I R D H A R A S I N G H T E n h a n c e m e n t b a s e d b a c k g r o u n d s e p a r a t i o n t e c h n i q u e s f o r f r u i t g r a d i n g a n d s o r t i n g J I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f I n t e l l i g e n t S y s t e m s T e c h n o l o g i e s a n d A p p l i c a t i o n s 2 0 1 9 1 8 3 2 2 3 2 5 6 8 王 云 艷 周 志 剛 羅 冷 坤 基 于 S o b e l 算 子 濾 波 的 圖 像 增 強(qiáng) 算 法 J 計 算 機(jī) 應(yīng) 用 與 軟 件 2 0 1 9 3 6 1 2 1 8 4 1 8 8 9 魏 松 濤 何 文 思 一 種 基 于 均 值 濾 波 和 梯 度 影 響 因 子 的 濾 波 算 法 J 機(jī) 械 制 造 與 自 動 化 2 0 2 0 4 9 1 2 0 2 2 1 0 楊 林 順 董 志 勇 基 于 圖 像 處 理 的 輸 送 帶 跑 偏 故 障 在 線 檢 測 技 術(shù) 研 究 J 煤 炭 工 程 2 0 2 0 5 2 1 0 1 1 6 1 2 0 1 1 熊 煒 王 鑫 睿 王 娟 等 結(jié) 合 背 景 估 計 與 能 量 函 數(shù) 的 圖 像 二 值 化 算 法 J 計 算 機(jī) 工 程 與 設(shè) 計 2 0 1 9 4 0 7 1 9 8 4 1 9 8 9 2 0 5 8 1 2 郝 雅 潔 張 吳 平 史 維 杰 等 基 于 計 算 機(jī) 視 覺 的 小 麥 葉 面 積 測 量 J 湖 北 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2 0 1 9 5 8 1 6 1 2 9 1 3 2 責(zé) 任 編 輯 曾 婷 李 建 航 等 基 于 機(jī) 器 視 覺 的 藍(lán) 莓 果 實(shí) 分 級 研 究 6 9