[發明專利]用于水蜜桃褐腐病缺陷檢測的特征角余弦值方法

有效

• 申請號: 201210386636.5
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102890092A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 饒秀勤;陳思;應義斌;張若宇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種用于水蜜桃褐腐病缺陷檢測的特征角余弦值方法，其特征在于，該方法的步驟如下：提取水蜜桃高光譜圖像中660nm、680nm及700nm波段圖像，對圖像進行二值分割去背景、均值濾波和均值歸一化后，計算3個波段圖像像素構成的特征角的余弦值，以此作為特征值構建LDA像素分類器，實現水蜜桃褐腐病缺陷檢測。

2.根據權利要求1所述的一種用于水蜜桃褐腐病缺陷檢測的特征角余弦值方法，其特征在于：

1）所述提取波段圖像：以黑色托盤為背景，采集高光譜圖像，并提取660nm、680nm及700nm波段的水蜜桃圖像；

2）所述對圖像進行二值分割去背景：以680nm波段圖像為對象，進行閾值分割，即采用閾值為圖像像素最大灰度值×0.12的分割，大于該閾值的區域為水果區域；

3）所述均值濾波：對660nm、680nm及700nm波段圖像的水果區域進行3×3均值濾波，即對每個像素點和該像素點周圍8鄰域內的像素求均值作為該像素點處的值，此8鄰域用3×3掩膜矩陣覆蓋，依次遍歷整個水果區域；

4）所述均值歸一化:對水果區域內的每一個像素點(x，y)作如下處理：對像素點(x,y)處的光譜值離散序列求均值，即對660nm、680nm及700nm波段處的光譜值求和取平均，得每個波段光譜值除以此均值，實現高光譜圖像的均值歸一化；計算公式如下：

RMeanN(x,y,λi)=RMeanF(x,y,λi)1NΣi=1NRMeanF(x,y,λi),]]>(i＝1,2,……，N)（1）

其中，N----為波段數，這里N=3，即λ₁=660nm，λ₂=680nm，λ₃=700nm；R_MeanN(x，y，λ_i)----為經過均值歸一化后的λ_i波長處的波段圖像；R_MeanF(x，y，λ_i)----為經過均值濾波后的λ_i波長處的波段圖像；

5）所述特征角的余弦值計算：選取水果區域內的一個像素點(x，y)，以波長值為橫坐標，光譜歸一化值為縱坐標作光譜圖，分別取該像素點光譜圖的三點：A（λ_A，R_A）、B（λ_B，R_B）、C（λ_C，R_C），以夾角∠ABC為特征角，λ_A=660nm，λ_B=680nm，λ_C=700nm，采用公式（2）計算其余弦值:

cosθ=0.002+(RA-RB)(RC-RB)0.0025+(RA-RB)20.0016+(RC-RB)2---(2)]]>

6）所述建立分類器：以每個像素的特征角余弦值cosθ為特征值，取正常區和褐腐病區的像素各100個，分為0類和1類：正常區像素為0類，褐腐病區像素為1類，作為訓練集，構建LDA像素分類器；

7）所述水蜜桃褐腐病缺陷檢測：計算待測水果圖像水果區域內每個像素的特征角余弦值cosθ，如果cosθ的值距離0類集群比1類集群近，則判為0類，反之判為1類；根據此原理，利用步驟6）構建的LDA像素分類器對水果區域內的像素進行分類，褐腐病缺陷區域像素值為1，正常區域為0，實現水蜜桃褐腐病缺陷檢測。