[發(fā)明專利]一種基于紅外圖像的禽蛋品質(zhì)鑒別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710423144.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN107220972B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛玉星;樊鈺;陳柯雨;林蔭宇;黃剛;王威;肖智超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T5/00;G06T7/11
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河;趙英

1.一種基于紅外圖像的禽蛋品質(zhì)鑒別方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：利用紅外熱像儀采集禽蛋的紅外圖像并將紅外圖像輸入給計(jì)算機(jī)；

步驟2：對(duì)紅外圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行二值化，得到二值圖像；

步驟3：對(duì)二值圖像的白色區(qū)域進(jìn)行連通性檢測(cè)，得到若干個(gè)白色連通區(qū)域，并根據(jù)禽蛋外形特征對(duì)白色連通區(qū)域進(jìn)行約束，去除掉不符合要求的連通區(qū)域，得到禽蛋的位置分布圖；

步驟4：對(duì)位置分布圖進(jìn)行降噪，得到表征禽蛋區(qū)域的連通區(qū)域圖像，每一個(gè)連通區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)禽蛋，從1到n對(duì)各連通區(qū)域進(jìn)行編號(hào)；

步驟5：根據(jù)紅外圖像和連通區(qū)域圖像，計(jì)算禽蛋分割圖；

步驟6：根據(jù)禽蛋分割圖計(jì)算每個(gè)禽蛋區(qū)域的灰度均值μ_i、均方差σ_i以及面積s_i，構(gòu)成特征向量x_i＝[μ_i,σ_i,s_i]^T，i＝{1,2,...n}；

步驟7：將特征向量x_i帶入采用訓(xùn)練樣本預(yù)先訓(xùn)練好的判決模型，計(jì)算出模型值N_i；

判決模型為采用品質(zhì)合格禽蛋訓(xùn)練得到的一個(gè)三維空間的高斯模型：

其中，為樣本特征向量均值，

Σ為樣本特征向量協(xié)方差，

步驟8：將計(jì)算出的模型值N_i與判決閾值進(jìn)行比較，從而完成對(duì)禽蛋品質(zhì)的鑒別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外圖像的禽蛋品質(zhì)鑒別方法，其特征在于：訓(xùn)練樣本中包含品質(zhì)合格禽蛋、品質(zhì)差禽蛋以及品質(zhì)更差禽蛋；判決閾值包括N_t、N_r，其中，N_t為訓(xùn)練樣本中品質(zhì)差禽蛋按照判決模型所計(jì)算出的模型值；N_r為訓(xùn)練樣本中品質(zhì)更差禽蛋按照判決模型所計(jì)算出的模型值；當(dāng)N_i＞N_t，則為品質(zhì)良好禽蛋；當(dāng)N_t≥N_i≥N_r，則為品質(zhì)較差禽蛋；當(dāng)N_i＜N_r，則為變質(zhì)禽蛋。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紅外圖像的禽蛋品質(zhì)鑒別方法，其特征在于：判決模型按照如下步驟訓(xùn)練：

步驟201：收集已知品質(zhì)的禽蛋作為訓(xùn)練樣本，令禽蛋的樣本特征向量為變量x，按照所述步驟1～6計(jì)算出訓(xùn)練樣本中各個(gè)禽蛋的樣本特征向量；其中，訓(xùn)練樣本中包含品質(zhì)合格禽蛋、品質(zhì)差禽蛋以及品質(zhì)更差禽蛋；

步驟202：采用品質(zhì)合格禽蛋訓(xùn)練一個(gè)三維空間的高斯模型，并計(jì)算模型參數(shù)以及∑，為樣本特征向量均值，∑為樣本特征向量協(xié)方差，

步驟203：將模型參數(shù)以及∑代入由品質(zhì)合格禽蛋訓(xùn)練的高斯模型，得到判決模型如下：

步驟204：將品質(zhì)差禽蛋以及品質(zhì)更差禽蛋的特征向量代入判決模型，計(jì)算出若干模型值，選取品質(zhì)差禽蛋模型值的平均值作為判決閾值N_t，選取品質(zhì)更差禽蛋模型值的平均值作為判決閾值N_r。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外圖像的禽蛋品質(zhì)鑒別方法，其特征在于：步驟2中圖像預(yù)處理按照如下步驟進(jìn)行：首先，對(duì)紅外圖像進(jìn)行均值濾波降噪；然后對(duì)紅外圖像中各像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行線性變換，將灰度值變換到0～255范圍內(nèi)，保證亮度和對(duì)比度的統(tǒng)一。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于紅外圖像的禽蛋品質(zhì)鑒別方法，其特征在于：紅外圖像進(jìn)行線性變換的方法如下：

找到紅外圖像中灰度值最大的像素點(diǎn)以及灰度值最小的像素點(diǎn)，獲取紅外圖像的最大灰度值h_max和最小灰度值h_min；令線性變換前的灰度值為h，變換后的灰度值為g，構(gòu)造如下方程組以求解線性變換參數(shù)k和b：

根據(jù)求解到的線性變換參數(shù)k和b，得到線性變換方程g＝kh+b，按照該線性變換方程對(duì)紅外圖像中各像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行線性變換。