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《南京农业大学》 2003年
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基于机器视觉的苹果形状分级系统研究

李秀智  
【摘要】: 苹果的品质分级是水果产后处理和市场销售的一个重要环节,主要依据其形状、颜色、果梗、果径(大小)、各类缺陷等指标进行。我国的水果分级长期以来一直是手工进行,其缺点是客观性和稳定性差,效率低。 计算机图像处理和机器视觉技术的发展大大推动了水果自动分级研究的进展。使用视觉检测手段,作者主要进行了苹果的果梗的分割、形状特征提取和基于遗传算法和BP算法和神经网络分类器的设计和表面碰压伤的分割提取等工作,并使用Visual C++语言进行了编程。 水果分级的背景条件较为简单,在灰度拉伸变换的基础上,使用单一的全局阈值就可以进行较为理想的二值分割。果梗部分相比果实部分非常的小,因此,结合形态学开运算可以将果实形状部分分割出来,同时提取出果梗。 首次将图像分析理论中对形状的傅立叶描述方法引入到对苹果形状的特征提取中,果实边界是一条封闭曲线,用边界点到形心之间的距离长度r(l)作为空域中对二维曲线的表达函数,离散的函数值序列r(k)~l的离散傅立叶变换系数F(h)就是频域中得到的频谱值,可作为形状的特征参数。 通过傅立叶反变换重建函数波形r(k)~l。用幅长方法得到的频谱,其1,3,4,5次谐波就基本上能够包含苹果的形状信息。用前向三层神经网络作为苹果特征的分类器,结合试验结果,用试凑法确定了隐含层节点的个数。 BP算法基于梯度下降原理,是一种局部寻优算法。而遗传算法具有强大的全局寻优能力,作者将两种方法结合起来,将混合算法作为网络的学习算法。将三类等级的苹果样本共72个样本进行网络的训练,通过对42个检验样本的检验,结果表明分级正确率在73%以上。而且该方法用来描述果实形状具有平移、旋转、尺度不变性。 根据苹果在某个角度下的单幅成像来考察果实的形状具有非常大的片面性,所以,将苹果相对于摄像头旋转90度前后得到的两幅图像综合评判果实的形状。 表面碰压伤是苹果常见的一种缺陷,在HIS颜色空间的饱和度图像中,缺陷部分和正常部分表现出较大的灰度差异,可以用90作为阈值进行二值分割。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王福娟;;机器视觉技术在农产品分级分选中的应用[J];农机化研究;2011年05期
2 贾渊;姬长英;罗霞;陈念年;;用基于遗传算法的BP神经网络识别牛肉肌肉与脂肪[J];农业工程学报;2007年11期
3 杨福增;张艳宁;王峥;杨青;;基于小波变换的Wiener滤波算法去除苹果图像噪声[J];农业机械学报;2006年12期
4 党宏社;宋晋国;郭琴;;基于ARM的嵌入式水果大小检测与分级系统的实现[J];四川农业大学学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 金长江;基于近红外光谱与机器视觉技术的浆果品质检测研究[D];东北农业大学;2011年
2 陈波;基于对等协同的分布式入侵检测系统模型研究[D];电子科技大学;2006年
3 饶洪辉;基于机器视觉的作物对行喷药控制系统研究[D];南京农业大学;2006年
4 饶秀勤;基于机器视觉的水果品质实时检测与分级生产线的关键技术研究[D];浙江大学;2007年
5 桂江生;二维水果形状检测与分类算法研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张家蓬;基于计算机视觉的梨品质检测与分级系统研究[D];青岛理工大学;2010年
2 周晓蓉;5BF-3型水果分级机的试验研究与机理分析[D];广西大学;2006年
3 陈小娜;绿橙表面缺陷及大小尺寸的计算机视觉分级技术研究[D];海南大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高隽,曹先彬,王煦法;基于Hough变换的并行光电形状识别系统[J];电子学报;1999年07期
2 陈霁威,乐慧丰,黄道;基于神经网络和遗传算法的在线优化软件设计与实现[J];华东理工大学学报;2002年04期
3 王涛,刘文印,孙家广,张宏江;傅立叶描述子识别物体的形状[J];计算机研究与发展;2002年12期
4 郑存红,胡荣强,赵瑞峰;用Visual C++实现实时数据采集[J];计算机应用研究;2002年04期
5 李湘江,曾艳;基于Windows应用程序的精确定时技术[J];机械与电子;2001年03期
6 应义斌,饶秀勤,赵匀,蒋亦元;机器视觉技术在农产品品质自动识别中的应用研究进展[J];农业工程学报;2000年03期
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8 应义斌,景寒松,马俊福,赵匀,蒋亦元;黄花梨果形的机器视觉识别方法研究[J];农业工程学报;1999年01期
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10 黄红艳,杨煜普;基于高阶神经网络的机械零件形状识别[J];上海交通大学学报;2001年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兴江;BP算法的程序实现与改进[J];阿坝师范高等专科学校学报;2002年02期
2 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
3 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
4 张安勤;数据挖掘与进化算法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
5 马秋菊;张书琦;;远程重要生产场所智能安全防范系统的设计[J];安防科技;2007年06期
6 周筱连;;基于内容的图像检索[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
7 程家兴,陈万里;列车控制问题的计算分析及自适应算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
8 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
9 周鸣争,汪军;基于直方图变换的弹痕图像增强技术及实现[J];安徽机电学院学报;2002年04期
10 周鸣争,汪军;基于模糊遗传算法的内窥镜图像的恢复[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
4 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
6 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
7 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
8 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;2010年
9 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
10 彭北青;第三方物流配送车辆路径问题模型及算法研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
4 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
7 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
8 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
9 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
10 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪建;杜世平;王开明;;茶叶的计算机识别应用研究[J];安徽农业科学;2006年10期
2 傅宇;;机器视觉技术在农业生产自动化领域中应用研究[J];安徽农业科学;2006年15期
3 文连奎;小浆果加工技术[J];北方果树;1999年05期
4 刘坤,蒋明杉,于志清;树莓、越桔、欧李等小浆果的发展前景[J];北方果树;2004年02期
5 潘静波;;发展小浆果产业 开拓国际市场[J];北方果树;2007年03期
6 睢薇,霍俊伟,杨国慧;稳步发展黑穗醋栗,促进黑龙江省经济发展[J];北方园艺;2001年05期
7 刘禾;汪懋华;;用计算机图象处理技术判别苹果果形的对称性[J];北京农业工程大学学报;1995年03期
8 振苏;浙江大学研制成功国内首条水果检测分级机[J];北京农业;2004年10期
9 吴德光;国外水果分级技术[J];包装与食品机械;1992年04期
10 纪延俊;杜玉杰;;粘连气泡图像的分割[J];滨州学院学报;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李庆中;苹果自动分级中计算机视觉信息快速获取与处理技术的研究[D];中国农业大学;2000年
2 冯斌;计算机视觉信息处理方法与水果分级检测技术研究[D];中国农业大学;2002年
3 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
4 毛文华;基于机器视觉的田间杂草识别技术研究[D];中国农业大学;2004年
5 陈勇;自动施药机器人及可变量控制系统研究[D];南京林业大学;2005年
6 贾迪野;基于偏微分方程的图像平滑与分割研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 胡国华;大豆品质生态特性及其遗传表达特性的研究[D];东北农业大学;2004年
8 刘燕德;水果糖度和酸度的近红外光谱无损检测研究[D];浙江大学;2006年
9 贺秋伟;基于计算机视觉的微小尺寸精密检测理论与技术研究[D];吉林大学;2007年
10 饶秀勤;基于机器视觉的水果品质实时检测与分级生产线的关键技术研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘伟;计算机视觉在农产品自动检测与分级中的研究——番茄的自动检测与分级[D];东北农业大学;2000年
2 刘海涛;近红外分析中多元线性回归定标方法的简化研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 黄永林;水果动态图像实时采集与分级自动控制系统的研究[D];浙江大学;2002年
4 陈雨青;夏季温室小气候的计算机模拟及预测研究[D];南京农业大学;2002年
5 付峰;球体图像的灰度变换与颜色变换模型及其在柑桔图像校正中的应用研究[D];浙江大学;2003年
6 向光蓉;基于图像识别的苹果分级研究[D];大连海事大学;2003年
7 葛玉峰;基于机器视觉的室内模拟农药精确对靶施用系统研究[D];南京林业大学;2003年
8 赵丽丽;果品类内部品质近红外无损检测技术的研究[D];中国农业大学;2003年
9 宋金亚;基于介电特性和灰色理论的苹果内部品质无损检测方法研究[D];浙江工业大学;2004年
10 周水琴;机器视觉系统的色度校正模型及其在西柚分级中的应用[D];浙江大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱江丽;田绪顺;李景彬;邵鲁浩;坎杂;;红枣自动分级技术的研究现状及展望[J];安徽农业科学;2011年36期
2 刘刚;王立香;柳兆军;;基于计算机视觉的苹果质量检测[J];安徽农业科学;2012年08期
3 许月明;张爽;;计算机视觉技术在农产品分级中的应用[J];安徽科技学院学报;2012年05期
4 周晓蓉;黎培辉;杨坚;;5BF-3型水果分级机构动力学仿真分析[J];机械设计与制造;2010年09期
5 刘洪义;朱晓民;谭海林;杨旭;;马铃薯分级生产线及其关键设备的设计[J];农机化研究;2010年04期
6 毛华先;莫建灿;方连发;郑刚;孙晗斌;张瑜;冯天恒;;水果品质智能化实时检测和分级系统研究[J];农机化研究;2010年10期
7 吕福香;苗玉彬;;基于视觉的甜瓜形态信息的无损获取[J];农机化研究;2011年07期
8 沈宝国;魏新华;尹建军;;基于最小外接圆法的苹果直径检测技术[J];农机化研究;2011年12期
9 赵海波;周向红;;基于计算机视觉的番茄催熟与正常熟识别[J];农业工程学报;2011年02期
10 杨福增;田艳娜;杨亮亮;何金伊;;基于杂交小波变换的农产品图像去噪算法[J];农业工程学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵聪慧;张淑娟;;小波变换在农产品无损检测中的应用研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵辉煌;SMT焊点图像处理及焊点三维质量信息提取技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 王辉;机器视觉技术在果园自动化中的应用研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年
3 戚利勇;黄瓜采摘机器人视觉关键技术及系统研究[D];浙江工业大学;2011年
4 李志臣;基于机器视觉的杂草对准喷药控制系统研究[D];南京农业大学;2007年
5 梁冬泰;多尺度多元图像分析机器视觉检测理论及其应用研究[D];浙江大学;2009年
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7 郭卫;奶牛数字化管理关键技术的研究[D];河北农业大学;2010年
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9 张俊峰;山地果园单轨运输机遥控关键技术与装置的研究[D];华中农业大学;2012年
10 张新伟;玉米种子内部机械裂纹特征与识别研究[D];沈阳农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭波;基于Elman神经网络和聚类算法的颜色识别研究[D];长沙理工大学;2010年
2 马媛媛;基于纹理分类的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
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9 宋晋国;基于ARM的农产品品质检测系统的研究[D];陕西科技大学;2011年
10 周应波;基于P2P移动代理的入侵检测系统研究与实现[D];南京航空航天大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 刘禾,汪懋华;水果果形判别人工神经网络专家系统的研究[J];农业工程学报;1996年01期
8 应义斌,景寒松,马俊福;用计算机视觉进行黄花梨果梗识别的新方法[J];农业工程学报;1998年02期
9 何东健,杨青,薛少平,耿楠;果实表面颜色计算机视觉分级技术研究[J];农业工程学报;1998年03期
10 徐娟,汪懋;苹果分选图象信息并行处理算法的实现[J];农业机械学报;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 权欢欢;张洛平;;基于机器视觉的装配线上零件识别的研究[J];组合机床与自动化加工技术;2007年12期
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3 王克俊;;基于模板法的苹果图像与背景快速分离技术的研究[J];黑龙江科技信息;2009年08期
4 郭峰,曹其新,谢国俊,周金良;基于OHTA颜色空间的瓜果轮廓提取方法[J];农业机械学报;2005年11期
5 毛文华,王一鸣,张小超,王月青;基于机器视觉的田间杂草识别技术研究进展[J];农业工程学报;2004年05期
6 王勇;沈明霞;姬长英;;基于颜色信息和形状特征的棉桃识别方法[J];农业机械学报;2007年11期
7 岳利军;汪仁煌;黄颖怡;;植物叶片特征参数的机器视觉提取方法[J];农机化研究;2009年05期
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10 庞江伟;应义斌;;机器视觉在水果缺陷检测中的研究现状[J];农机化研究;2006年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈宝国;陈树人;尹建军;;基于机器视觉的棉田杂草精确定位研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 金晅宏;戴曙光;穆平安;;机器视觉在汽车前照灯配光检测系统中的应用研究[A];第十三届全国汽车检测技术年会论文集[C];2009年
3 罗明智;杜家政;;机器视觉苹果自动分级系统图像处理方案设计[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
4 鲁波;黄坚;朱子伟;;基于机器视觉的LED阵列自动分选系统设计[A];浙江省电子学会2010学术年会论文集[C];2010年
5 杨雪勤;张洪钺;;差分GPS/姿态传感器/机器视觉在飞机着陆定位中的应用[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
6 王建;;水果特性的计算机视觉智能检测[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
7 何浩;龙淼;王晓婷;王忆文;李辉;;电子白板系统中基于机器视觉的目标识别技术[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
8 管庶安;周龙;陈永强;廖明潮;;机器视觉在粮食品质检测中的应用研究[A];中国粮油学会第三届学术年会论文选集(下册)[C];2004年
9 张海潮;邱红专;;加权Kalman filter:应用[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
10 毛文华;胡小安;张小超;;基于机器视觉的田间杂草识别系统[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(下册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 袁中;邦纳机器视觉在食品及医药包装行业中的应用[N];中国包装报;2009年
3 本报记者 李剑琦;西门子成功并购RVSI Acuity CiMatrix 意欲扩充机器视觉版图[N];机电商报;2005年
4 陈蕾;康耐视向中国多所大学捐赠机器视觉产品加强与高校合作[N];中国包装报;2010年
5 齐齐哈尔大学计算机系讲师 赵鑫;新技术在数字娱乐和动漫领域的应用[N];齐齐哈尔日报;2008年
6 记者 李跃辉通讯员 杨凡;用知识产权抢占市场[N];中国知识产权报;2008年
7 天笑;1394接口新标准即将推出 成USB新挑战[N];电子资讯时报;2008年
8 张志强;给宝鸡水果穿上时装[N];宝鸡日报;2007年
9 本报记者 李剑琦;与Euresys策略联盟 凌华中国战略加速升级?[N];机电商报;2005年
10 陈蕾;机器视觉系统帮助杜绝食品安全瑕疵[N];中国包装报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓丽;基于机器视觉及光谱技术的茶叶品质无损检测方法研究[D];浙江大学;2009年
2 丁萌;空间探测器着陆过程中的机器视觉关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 徐剑坤;基于机器视觉的巷道变形实时监测预警技术研究[D];中国矿业大学;2012年
4 盛遵冰;机器视觉图像检测与定位系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
6 许海霞;机器视觉标定与目标检测跟踪方法及其应用研究[D];湖南大学;2011年
7 成芳;稻种质量的机器视觉无损检测研究[D];浙江大学;2004年
8 刘璎瑛;基于机器视觉的稻米品质评判方法研究[D];南京农业大学;2010年
9 桂江生;二维水果形状检测与分类算法研究[D];浙江大学;2007年
10 刘洪江;基于机器视觉的毛杆缺陷检测技术的研究[D];广东工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李秀智;基于机器视觉的苹果形状分级系统研究[D];南京农业大学;2003年
2 阮晓虹;基于机器视觉的触点零件在线检测系统研究[D];上海交通大学;2010年
3 吴珂;基于机器视觉的弹片质量在线检测系统[D];重庆大学;2010年
4 程现彬;基于机器视觉的小直径工件检测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 潘颖;基于机器视觉的茄科类作物与杂草的识别研究[D];江苏大学;2005年
6 袁云峰;基于机器视觉的溶液pH值测试的试验研究[D];广西大学;2002年
7 晁攀攀;基于机器视觉的贵金属复合带焊接质量在线检测技术研究[D];电子科技大学;2010年
8 刘华冠;基于机器视觉的袋装物料位姿自动识别研究[D];济南大学;2011年
9 刘学山;基于机器视觉的锂离子电池极片检测系统的研究与设计[D];华南理工大学;2010年
10 王强;基于机器视觉的检测识别系统研究及应用[D];电子科技大学;2010年
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