基于MATLAB的柑橘图像预处理及识别系统研究

第３４卷第５期２００８年５月

电子工窟师

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＥＮＧＩＮＥＥＲ

Ｖ０１．３４Ｎｏ．５Ｍａｖ２００８

基于ＭＡＴＬＡＢ的柑橘图像预处理及识别系统研究

朱莉，覃亚丽

（浙江工业大学浙西分校信电系，浙江省衢州市３２４０００）

摘要：柑橘的识别方法目前主要还是采用劳动强度大、工作效率低、随意性大、客观性不强、不符合当前标准化要求的人工检测方法。文中运用计算机视觉和模式识别技术，研究了柑橘图像的实时采集与识别技术以及分析软件系统。借助ＭＡＴＬＡＢ图像处理工具箱给出了柑橘品质检测中的图像

预处理方法，实现了农副产品的品质科学分级的目的。

关键词：机器视觉；柑橘；图像预处理；ＭＡ７Ｉ队Ｂ

中图分类号：ＴＮ９１１．７３

０引言

随着计算机技术的发展，图像处理及识别技术的应用范围及领域也不断扩大…。将机器视觉技术用于水果检测具有许多优越性。首先，它排除了在分级

的Ｍａｔｒｏｘ

Ｍｅｔｅｏｒ

ｌＩ图像采集卡具有３２位ＰＣＩ总线，可

将采集到的图像实时传递到计算机内存或显示于计算

机显示器上，并内置４ＭＢ缓存，以保证图像数据的实

时传输。选用Ｐ４微处理器的计算机，内存１２８ＭＢ，硬

盘４０ＧＢ，主频１．３１１．２用户界面设计

本研究编制的系统软件用ＶＢ编写。根据功能划

ＧＨｚ。

过程中人的主观因素的干扰；同时提高了水果检测精度，降低了劳动强度旧Ｊ。本文选择柑橘为研究对象，利用机器视觉实现柑橘图像的实时采集、边缘检测、分

割以及柑橘图像的特征提取与识别，实现了机器视觉对人眼的扩展，使其在一定程度上具有了人的判断能力，从而实现了对农副产品的品质进行较为全面的检测与科学分级的目的。

ＭＡＴＬＡＢ（ＭＡＴｒｉｘＬＡＢｏｒａｔｏｒｙ）是国际上公认的最优秀的科学技术与数学应用软件之一，已经在生物医学工程、图像处理、统计分析领域得到广泛的应用。本文借助于ＭＡＴＬＡＢ图像处理工具箱，开发了基于计算

分，系统可分为：文件模块，用于打开图像和保存处理结果；图像采集模块，完成用ＣＣＤ摄像头采集柑橘图

像的过程，并把位图以ＤＩＢ格式存到硬盘上；图像预处理模块，包括图像平滑、图像增强、图像分割、边缘检

测；特征提取模块，包括大小、形态、颜色特征模块；分级模块，把特征提取模块中的３个子功能综合使用，以

实现对柑橘检测与分级的自动处理，并把结果显示到屏幕上。如图２所示。

机视觉技术的柑橘识别算法，取得了事半功倍的效果。

１柑橘识别系统设计

１．１硬件系统设计

本文研究的机器视觉检测系统如图１所示。

图２软件界面

２柑橘ｉ只别算法

图１机器视觉硬件示意图

２．１图像滤波‘３］

图像在采集和使用过程中，往往受到各种离散的和随机的噪声源的干扰而污损，要进行滤波处理。通

本研究选用的摄像机是日本产Ｐａｎａｓｏｎｉｃ公司的ＷＶ－ＣＰ４１０／Ｇ彩色数字摄像机。加拿大Ｍａｔｒｏｘ公司

过滤波使图像变得清晰，从而提高图像分析的效率。

收稿日期：２００７－０９－２１；修回日期：２００８－０２—１８。

为抑制图像中的噪声而且保持轮廓的清晰，这里采用

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基于MATLAB的柑橘图像预处理及识别系统研究

信号处理与显示技术 电子工露师２００８年５月

了非线性处理技术——中值滤波，它可做到既去掉噪

声，又保持图像边缘信息。所以采用３ｘ３模板的中值滤波进行了滤波除噪处理，滤波后的图像如图３所示。

ＬｂＪ－ｉ 值臆披

图３图像平滑处理

２．２图像增强

图像增强的目的是突出图像中的有用信息，扩大不同影像特征之问的差别，从而提高对图像的解释和

分析能力ＨＪ，即把图像变换成易于人观察和易于机器

处理的图像。为了增强图像的局部的反差，可以用灰度变换的方法使灰度变化范围增大，使原来极差很小的图像变得灰度层次丰富，从而改善视觉感知条件，达到图像增强的目的。灰度变换后的图像如图４所示。

【ｂ）线Ｊ生监换

图４图像增强处理

２．３图像分割

本系统背景为黑色即输送装置，背景单一，采用最

佳阈值分割算法将柑橘和背景分离开来，成为２类区

域的二值图像。步骤如下：

ａ）求出图像中最小和最大的灰度值ｚ。ｉ。和ｚ一，

令阈值的初值为：

“一——厂

Ｔ

Ｚ。ｉ。＋Ｚ。。

ｂ）根据阀值瓦将图像分割成目标和背景２部分，

求出２部分的平均灰度值磊和磊，

∑ｚ（ｉ√）Ⅳ（ｉＪ）

Ｚ．：型卫翌Ｌ———一一”

∑Ｊ７ｖ（ｉ√）

ｚ【ｉｊ）’ｎ

∑ｚ（ｉＪ）Ｊ７、，（ｉ√）

知一

∑心√）

ｚ０４）‘ｌｉｋ

式中：Ｚ（ｉ，．『）为图像上（ｉ，Ｊ）点的灰度值；Ｎ（ｉ，，）为（ｉＪ）点的权重系数 …… 此处隐藏：8826字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……