试析计算机视觉系统在番茄品质识别与分类中的研究

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1、河北农业大学硕士学位论文计算机视觉系统在番茄品质识别与分类中的研究姓名：张嘏伟申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：钱东平20050101独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑j!壅些叁堂或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：磬吉f曼书签字日期：wr年加月堵日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全

2、了解塑韭盘些盘鲎有关保留及使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门(机构)送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑韭盛些盘鲎可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等方法加以保存或编成学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)学位论文作者签名：{采瑕纬导师签名加霹签字日期：bar年／D月／莒日签字日期：灰舯，年ro月俘扫学位论文作者毕业后去向工作单位：通讯地址：电话邮编摘要我国是⋯个人口大国，但是入均耕地面积却远远低于世界平均水平，农业产值很低，提高农业产品产后处理水平是增加农业产值的主要方法之一。对

3、果品进行自动检测和分级可以大大提高农业产值。我国的果品分级一般是手工进行的，费时、生产效率不高，主观性强，不能保证果品的品质。因此迫切需要开发一套先进的自动分级系统。本文就是在这样的背景下，以番茄为研究对象，利用计算机视觉技术进行了番茄的品质识别与分类技术的研究。针对番茄的外部品质，主要涉及表面缺陷、颜色、形状和大小等四个特征，主要研究工作如r：(1)建立了图像采集的硬件系统。图像采集的硬件系统包括PC机，NI公司PCI／PXI一1411图像采集卡及自制照明箱。照明箱内壁喷有哑光白漆，内装有PanasonicWV_CP240／G彩色摄像头，40W环形荧光灯和升

4、级载物台。通过大量实验研究，选择环形荧光灯作为光源，选择白色作为背景，有效克服了番茄的镜面反射，可以得到有利于后续处理的图像；并发现在G分量上，两峰间距离最大，所以选择G分量确定阈值。1建立了一套适合番茄等果品识别与分类的计算机视觉硬件系统。(2)研究了图像处理窗口确定、图像二值化、图像噪声去除、图像分割、图像增强、图像边缘提取等多种图像低层处理算法。为提高处理速度，首先确定j’处理窗【11，继而对图像二值化、图像噪声去除、图像分割、图像增强、图像边缘提取等算法进行了研究，得到了适合番茄快速分级的低层算法。(3)建立了用遗传算法训练的多层前馈神经网络，对番茄进

5、行成熟度和果形判别，并与用BP训练神经网络进行了比较，得出：遗传算法无论是训练次数，还是准确度都优于BP算法。提出利用圆度、果径变化和比值特征等三个参数来描述番茄的形状。采用最大横径处面积估算番茄重量的方法，测试精度达99％。利用颜色模型HIS进行颜色分级来判别成熟度。(4)软件部分采用虚拟仪器开发平台Labview及NI公司图像处理软件包IMAQVision进行开发。软件采用模块化设计，包括文件模块、图像采集模块、图像低层处理模块、特征提取模块、网络训练模块和分级模块。软件界而友好，操作简单，易于维护。试验证明：该系统测试速度快，准确率高。关键词：计算机视觉

6、；遗传算法；番茄分级；LabviewIMAQVision；图像处理StudyontheComputerVisionsystemofTomatoQualitytestingandgradingZhangGu—weiAgriculturalMechanizationTutor：QianDong—pingAbstraetThepopulationofChinaisverylarge，butthepercapitainfieldareaisfarofftheaverageleveloftheworldandtheagriculturalproductionvaluei

7、sverylow,too．OneofthemainmethodstoincreasetheagriculturalproductionvalueistoimprovethepostdisposallevelofthefarmproductsInourcountrythegradingstillmainlydependsonmanualgrading，andithasmanydisadvantagessuchas：takingtime，inefficientandsubjectivitystrong，whichresultsinthefruitbadqualit

8、y．Thereforeanautoma