[發明專利]一種紅富士蘋果尺寸大小檢測方法

有效

• 申請號: 201210081659.5
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN103363893A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 郭俊先;程國首;亢銀霞;石砦
• 申請（專利權）人: 新疆農業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種依據蘋果圖像對其尺寸大小進行檢測的方法。

背景技術

目前，水果生產地的標準化程度不高，主要有以下表現：新技術的發展不平衡；果實外觀整齊度低，等外果與優等果混合銷售，農藥殘留量超標；出口水果檔次不一、包裝設計陳舊落后、包裝材料質量差，不規范。基于蘋果大小、著色、成熟度、表面缺陷和糖度品質無損快速檢測和分級加工還不成熟，是影響整個林果加工產業發展的制約因素之一。

由于計算機視覺具有無損可靠等優點，在水果品質檢測中具有很強的技術優勢。但圖像具有大量的冗余數據，為了滿足水果快速有效的實時檢測，對圖像處理的算法提出更高的要求，要求能夠在大量的圖像數據中快速提取出所需要的數據特征。對于尺寸大小的檢測，馮斌(馮斌，汪懋華.基于計算機視覺的水果大小檢測方法.農業機械學報，2003，34(1)：73～75)依據水果的自然形態對稱來判定水果的方向，然后求取垂直于此方向上蘋果兩邊界點的距離作為水果的大小特征。應義斌(應義斌，成芳，馬俊福.基于最小外接矩形法的柑桔橫徑實時檢測方法研究.生物數學學報，2004，19(3)：352～356)采用最小外接矩形法對柑桔橫徑的大小檢測，沒有進行方向的判定，將最小外界矩形的最大邊長作為柑桔的橫徑大小特征。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對紅富士蘋果圖像對其尺寸大小檢測的最小外接矩形法，實現蘋果果梗軸向判斷和尺寸大小預測。

本發明采用的技術方案，包括以下步驟：

1、采集蘋果圖像；2、對蘋果圖像進行預處理，二值化圖像，提取蘋果側面圖像的邊界；3、蘋果邊界以3°的增量繞已經確定的形心旋轉90°；4、每次旋轉一個增量后，首先計算各個邊界坐標點的位置，然后用一個水平放置的最小外接矩形來擬合其邊界；5、為了比較旋轉后各個最小外接矩形面積計算需要，只要記錄下旋轉后邊界點的最大和最小x，y值；6、當蘋果邊界在某個旋轉角度，最小外界矩形的面積達到最小值，提取蘋果邊界的上下半徑序列和左右半徑序列；7、比較左右半徑序列和上下半徑序列的方差大小，方差大的方向為蘋果果梗軸向，則另一個方向為蘋果圖像的尺寸大小特征；8、利用尺寸大小特征預測蘋果的尺寸大小。

所述步驟3中的形心根據蘋果的邊界坐標和邊界像素總和得到，公式如下：

x0=Σx×1s,]]>y0=Σy×1s]]>

式中，s為輪廓像素總和，(x，y)為輪廓坐標點，(x₀，y₀)為蘋果的形心，將形心移至坐標原點，得到新的蘋果圖像邊界坐標點。

所述步驟4的邊界坐標點位置需知各個邊界坐標點到形心的半徑值以及與X軸的夾角，半徑序列和夾角分別為θ(i)＝arctan(y(i)/x(i))，旋轉后各個邊界坐標點與X軸的夾角為當前角度加上相應的旋轉的角度，假設旋轉角度為d，計算旋轉后各個邊界坐標點為：x_d(i)＝r(i)×cos(θ(i)+d)，y_d(i)＝r(i)×sin(θ(i)+d)。

所述步驟5中的最小外接矩形面積由最大最小邊界值得到，公式如下：

S＝(x_max-x_min)×(y_max-y_min)

x_max、x_min為邊界點最大最小橫坐標，y_max、y_min為最大最小縱坐標。