【摘要】：葡萄是我國廣泛種植的一種重要水果,在所有水果產(chǎn)量中位居第二名。巨峰葡萄作為我國市場上最常見的葡萄品種經(jīng)常出現(xiàn)果穗上果粒尺寸大小不一的情況,嚴重影響葡萄的外觀品質(zhì)。隨著產(chǎn)量的增多和生活質(zhì)量的提高,人們對葡萄外部品質(zhì)的要求越來越高,對巨峰葡萄進行外部品質(zhì)檢測是提高其市場競爭力的重要手段�，F(xiàn)有的檢測標準多針對葡萄果穗,通過重量和著色率等指標只能對果穗的整體品質(zhì)進行描述,不能描述出果穗中果粒的品質(zhì),局限性較大。巨峰葡萄果粒品質(zhì)檢測已經(jīng)成為當下研究的重點,對葡萄果粒尺寸精確測量是葡萄果粒品質(zhì)檢測的基礎。本文結(jié)合圖像分割、橢圓擬合和相機標定等技術(shù),提出一種基于葡萄圖像的葡萄果粒尺寸檢測方法。該方法在傳統(tǒng)的水果圖像檢測原理和實現(xiàn)方法上,結(jié)合葡萄果穗的特點和實際拍攝環(huán)境,優(yōu)化了檢測過程使用的圖像分割算法和橢圓外邊緣輪廓的擬合方法,并使用優(yōu)化的兩種算法通過相機定標技術(shù)實現(xiàn)了葡萄果粒的尺寸計算。本文主要工作如下。為了提高葡萄圖像的品質(zhì),減小采集和傳輸過程出現(xiàn)的噪聲和光照不均勻的影響,本文對采集的圖像進行預處理操作。通過對比均值濾波、加權(quán)平均濾波和中值濾波對葡萄圖像的去噪效果,選擇中值濾波對圖像進行去噪,并使用彩色圖像對數(shù)處理框架(LIPC)均衡圖像的亮度空間分布。針對復雜背景下的葡萄圖像分割準確度差的問題,本文提出一種融合局部異常因子(LOF)算法和K-means算法的圖像分割算法。首先對由像素點組成的數(shù)據(jù)集合進行局部偏離因子值計算,然后通過局部偏離因子值將數(shù)據(jù)集合重新排序,剔除其中較小的后n個對象,最后對局部異常因子算法輸出的數(shù)據(jù)集合執(zhí)行K-means算法,并在聚類過程中,選擇局部偏離因子值大的像素點作為初始聚類中心。算法減小了由于初始聚類中心選擇偏離點造成的聚類誤差,并降低了離群點和孤立點對聚類結(jié)果的影響�，F(xiàn)有的橢圓擬合方法通常只能應用于對圖像中一個或少量橢圓的檢測。本文提出一種基于梯度特征的橢圓檢測方法,結(jié)合像素點梯度特征將圖像中的所有像素點分為不同的集合,在集合內(nèi)應用隨機變換橢圓檢測算法(RED)進行橢圓擬合。改善了傳統(tǒng)擬合方法用于復雜圖像的多個橢圓目標檢測時常常出現(xiàn)的漏檢、誤檢和擬合結(jié)果偏離實際橢圓等問題。通過相機標定技術(shù)對采集的葡萄果穗圖像進行畸變校正,并使用黑白棋盤標定板作為參照物將圖像中的葡萄果粒像素尺寸轉(zhuǎn)換為葡萄果粒的實際尺寸,通過果穗上果粒尺寸的均值和方差描述果粒外觀品質(zhì)。
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TS255.1
【圖文】：

我國是全球主要的葡萄生產(chǎn)區(qū)之一，據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的《中國統(tǒng)計年鑒２０１８》數(shù)逡逑據(jù)顯示［１］，從２００７年開始我國葡萄產(chǎn)量逐年遞增，２０１６年我國葡萄總產(chǎn)量達到１３７４．５逡逑萬噸，如圖１－１所示。在我國葡萄主要用于鮮食、釀造葡萄酒，制作葡萄果干及加工成逡逑葡萄汁作為水果罐頭的甜味劑等。雖然我國是葡萄的消費大國，但世界上最大的單一葡逡逑萄出口國卻是智利。智利每年向北美和歐洲市場出口邋８０多萬噸，而我國每年僅出口邋２０逡逑多萬噸，只占我國葡萄總產(chǎn)量的小部分，出口地也主要是東南亞市場。從圖１－１中可以逡逑看到２０１７年我國葡萄總產(chǎn)量為１３０８．３萬噸，產(chǎn)量較２０１６年同期下降４．８２％。２０１８逡逑年，我國葡萄的市場價位與往年相比下降了約２０％，一些產(chǎn)區(qū)甚至出現(xiàn)了收購價低于種逡逑植成本、滯銷等現(xiàn)象。這主要是由我國的葡萄種植面積迅速擴張和農(nóng)戶采收的葡萄品質(zhì)逡逑良賽不齊兩方面原因造成的。逡逑１６００邋—邐—邐—邋邋邐邐—一———邐—￣—邐邐邐逡逑１４００邐？邐１３６６．９邋１３７４．５逡逑Ｗｍ邋］逡逑．＿＿邋．．W．邋．．逡逑＾１；＊＇逡逑}瑁擼邽擔垮義希觶義希保卞義希玻埃埃紡赍澹玻埃埃改赍澹玻埃埃鼓赍澹玻埃保澳赍澹玻埃保卞迥赍澹玻埃保材赍澹玻埃保襯赍澹玻埃保茨赍澹玻埃保的赍澹玻埃保賭赍澹玻埃保紡赍義希任夜蠀產(chǎn)量：萬噸逡逑圖１－１我國葡萄年產(chǎn)量逡逑對葡萄進行品質(zhì)檢測，是提高其市場競爭力的重要手段。隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展，消逡逑費者對于葡萄的要求不僅局限于口感，對其外觀品質(zhì)的要求也越來越高。目前我國對于逡逑葡萄的外部品質(zhì)

逡逑果如圖２－２所示逡逑＿邐＿逡逑＿邐Ａ逡逑~枺掊義希ǎ茫┖薪費臥肷耐枷皴危ǎ洌┐硨笸枷皴義賢跡玻布尤ㄆ驕瞬ㄈピ胄Ч煎義希ǎ常┲兄德瞬ㄥ義現(xiàn)兄德瞬ㄊ且恢址竅咝月瞬ǎ芄輝諑順枷裨肷耐焙芎玫謀３滯枷癖咴�。它辶x系鬧行乃枷朧竊諭枷襠隙砸桓鋈范ù笮〉拇翱冢ǔ莆貧翱冢┙芯砘勻范ㄆ渲繡義閑南袼厥欠裎肷�，祹呕隔滖素被茹暘矢`肷閌保鬧到壞鼻按翱詰鬧兄堤駑義匣�。中值滤波的窗恐J≡穸宰鈧戰(zhàn)峁跋煬藪�，所以需要根据图像闹R菅≡癲煌巫春灣義洗笮〉拇翱�，常用掉[兄德瞬ù翱謨邢咝�、方形、詺埼和十字形等。辶x嫌捎詒疚牡難繡扯韻篤咸淹枷衲諶莞叢櫻梢匝≡窀春閑橢兄德瞬ń腥ピ氪懟ｅ義銑Ｓ玫母春閑橢兄德瞬ㄓ兄兄德瞬ㄏ咝宰楹稀⒏囈字兄德瞬ㄗ楹蝦圖尤ㄖ兄德瞬ǖ�。辶x希ǎ幔

本文編號：2777627