水果因其含有的豐富營養(yǎng)價(jià)值飽受人們青睞,但在水果的運(yùn)輸過程中,環(huán)境變化、病蟲侵害、碰撞摩擦等因素會(huì)造成其表面的損壞或腐爛,因此在水果正式流通進(jìn)市場(chǎng)之前需對(duì)其表面進(jìn)行缺陷檢測(cè)以淘汰壞果。針對(duì)該問題,本文對(duì)類圓形水果表面缺陷檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)加以研究,并依據(jù)分析對(duì)不同檢測(cè)算法進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。本文的主要工作包括以下四個(gè)方面:（1）提出了一種基于遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征及稀疏表達(dá)的類圓形水果缺陷檢測(cè)方法。由于大部分缺陷在顏色上與非缺陷存在明顯差異,該缺陷檢測(cè)方法通過分析中心圖像塊與其鄰域塊、遠(yuǎn)鄰域塊在顏色上的相似性,并結(jié)合中心塊自身顏色的數(shù)量和空間分布情況,構(gòu)建了遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征。實(shí)驗(yàn)證明,所提出的檢測(cè)方法是合理且有效的。（2）在稀疏模型和卷積稀疏模型的基礎(chǔ)上,提出了雙類型字典選擇方式和基于多變量特征判定區(qū)域的缺陷檢測(cè)方式。由于部分水果表面顏色多樣且紋理隨機(jī)性大,為了在訓(xùn)練階段減小單類型字典學(xué)習(xí)的壓力,構(gòu)造出最大響應(yīng)圖與最大響應(yīng)方向圖對(duì)圖像類型加以劃分,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行雙類型字典學(xué)習(xí);針對(duì)檢測(cè)階段僅使用重建誤差這一單一變量易造成結(jié)果可信度不高的問題,該缺陷檢測(cè)方法采用增加其余變量,構(gòu)造低維度檢測(cè)特征和特... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水果表面缺陷由于大部分缺陷與正常水果表皮在顏色上存在較大差異，因此在基于顏色描述特征的缺

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章基于顏色描述特征的類圓形水果缺陷檢測(cè)15第三章基于顏色描述特征的類圓形水果缺陷檢測(cè)常見缺陷檢測(cè)分類模型的分類依據(jù)為缺陷與非缺陷區(qū)域的差異特征。如圖1.1可知，大部分類圓形水果表面缺陷與非缺陷區(qū)域在顏色上存在明顯差異，因此顏色特征的提取成為分類模型檢測(cè)缺陷過程中至關(guān)重要的一環(huán)。本章將研究重點(diǎn)放在了顏色特征提取上，提出了一種能有效分辨缺陷與非缺陷區(qū)域的遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征。3.1基于顏色描述特征的水果缺陷檢測(cè)總流程為了彌補(bǔ)常見顏色特征信息考慮的不足，本章以圖像塊為基本單位，首先利用統(tǒng)計(jì)思想提出了一種新穎的遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征，接著通過稀疏表達(dá)修正該顏色特征以考慮圖像塊間的鄰域關(guān)系，最后通過高斯混合模型實(shí)現(xiàn)缺陷圖像塊與非缺陷圖像塊的分離。本章所述算法的具體檢測(cè)流程如圖3.1所示：圖3.1基于顏色描述特征的缺陷檢測(cè)算法總流程下面將結(jié)合圖3.1對(duì)圖像預(yù)處理模塊、遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征提取模塊、鄰域信息引入模塊、顏色特征分類模塊及缺陷輸出模塊進(jìn)行詳細(xì)說明。3.2圖像預(yù)處理首先直接利用Otsu閾值操作分離出水果，接著將水果各像素點(diǎn)按顏色分為類，最后對(duì)

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第三章基于顏色描述特征的類圓形水果缺陷檢測(cè)16水果區(qū)域進(jìn)行10×10重疊塊劃分。由于類圓形水果形狀的特殊性，無法對(duì)該圓形區(qū)域進(jìn)行完整劃分，因此需要對(duì)實(shí)際參與后續(xù)檢測(cè)操作的有效圖像塊進(jìn)行確定。現(xiàn)規(guī)定所有包含水果區(qū)域的圖像塊均為有效圖像塊，其中位于水果邊緣的有效圖像塊可能包含了部分背景區(qū)域，需用所在圖像塊水果區(qū)域的像素均值對(duì)這些黑色背景進(jìn)行填充處理。3.3遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征提取預(yù)處理后需對(duì)圖像進(jìn)行顏色特征提取，本章在顏色統(tǒng)計(jì)直方圖的基礎(chǔ)上提出了一種新穎且有效地遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征，該特征的提取過程可以分為兩部分，各圖像塊顏色直方圖特征提取及遠(yuǎn)鄰域相似權(quán)值和特征提齲遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征的總體提取流程如圖3.2所示：圖3.2遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征提取總體流程下面將結(jié)合圖3.2對(duì)遠(yuǎn)鄰域顏色描述特征的具體提取方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。3.3.1遠(yuǎn)鄰域區(qū)域類圓形水果表面缺陷分布隨機(jī)且形狀大小不一，因此無法僅僅利用各圖像塊內(nèi)部顏色數(shù)量信息進(jìn)行缺陷檢測(cè)。觀察圖3.3可以發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)離小面積缺陷點(diǎn)的區(qū)域中，像素點(diǎn)為非缺陷的可能性較高；遠(yuǎn)離非缺陷點(diǎn)的區(qū)域中，像素點(diǎn)為非缺陷的可能性較高，因此通過待檢測(cè)目標(biāo)點(diǎn)與其鄰域之外區(qū)域像素點(diǎn)在顏色屬性上的相似程度可以區(qū)分出小面積缺陷點(diǎn)與非缺陷點(diǎn)；而遠(yuǎn)離大面積缺陷點(diǎn)的區(qū)域中，像素點(diǎn)為缺陷的可能性較高，這意味著大面積缺陷點(diǎn)、非缺陷點(diǎn)與各自鄰域之外區(qū)域中像素點(diǎn)在顏色屬性上的相似程度接近。為了進(jìn)一步區(qū)分出二者，可直接利用目標(biāo)點(diǎn)的顏色信息。

【參考文獻(xiàn)】：
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