[發(fā)明專利]一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210584884.4
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115015008A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設計）人: 鄒榮;王月彤;何霖;王權(quán);楊啟志
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40;G01N3/06;G01N21/84;G06V10/22;G06V10/30;G06V10/44;G06V20/40;G06V20/68
• 代理公司: 南京智造力知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32382
• 代理人: 胡德水

1.一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括高幀率視頻采集相機、振動平臺和處理器；

振動平臺包括振動模塊；所述振動模塊用于通過振動平臺實現(xiàn)對獼猴桃的微振動處理；

高幀率視頻采集相機包括視頻采集模塊；所述視頻采集模塊用于采集獼猴桃微振動時的視頻圖像并傳輸至處理器進行視頻分析計算；

處理器結(jié)合高幀率視頻采集相機傳輸?shù)囊曨l圖像信息，包括獼猴桃識別模塊、視頻微動放大模塊和成熟度計算模塊；

所述獼猴桃識別模塊用于通過攝像頭采集的圖像分析，以圖像相鄰像素點的灰度值的突變識別獼猴桃的表層邊界，定位獼猴桃所在位置；

所述視頻微動放大模塊用于通過視頻圖像微動放大技術(shù)將獼猴桃在受到振動時的表皮微小位移放大至可觀察，包含視頻數(shù)據(jù)分解處理、視頻數(shù)據(jù)采集處理、視頻信號去噪處理、視頻序列放大處理和視頻放大建設處理；

所述成熟度計算模塊包括成熟度檢測模塊和成熟度標定模塊；

所述成熟度檢測模塊用于通過對放大后的灰度圖像識別標定獼猴桃所在平臺位置，以邊緣濾波檢測獼猴桃的質(zhì)心位置，以視頻多幀圖像識別其位移變化；

所述成熟度標定模塊用于通過對放大的位移圖像閾值設定獼猴桃的成熟度等級為未成熟、成熟、過成熟，以計算的位移變化標定獼猴桃成熟度。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集獼猴桃微振動視頻數(shù)據(jù)：通過振動模塊實現(xiàn)對獼猴桃的微振動處理；通過視頻采集模塊采集獼猴桃微振動時的視頻圖像并傳輸至處理器進行視頻分析計算；

獼猴桃識別定位：通過攝像頭采集的圖像分析，以圖像相鄰像素點的灰度值的突變識別獼猴桃的表層邊界，以矩形框圖標定獼猴桃所在位置，并截取圖像處理；

視頻數(shù)據(jù)分解處理：利用復值可操縱金字塔對采集截取的獼猴桃圖像數(shù)據(jù)逐幀進行空域分解，獲得不同方向與不同尺度的圖像，以傅里葉變換方法分離獼猴桃視頻圖像的幅值和相位分析；

視頻數(shù)據(jù)采集處理：采用時域帶通濾波對相位信號進行處理獲取的獼猴桃微動放大的數(shù)據(jù)信息；

視頻信號去噪處理：通過設置合適的高斯濾波器進行噪聲處理，從而提高信號信噪比；

視頻序列放大處理：對經(jīng)過帶通濾波后的獼猴桃微動的位移變化信號δ(t)進行運動放大處理，得到運動放大序列f(x+(1+α)δ(t))；

視頻放大建設處理：對放大處理后的獼猴桃位移視頻進行建設分析，獲得運動放大后的視頻微動數(shù)據(jù)信息；

成熟度檢測計算：通過對放大后的灰度圖像識別標定獼猴桃所在平臺位置，以邊緣濾波檢測獼猴桃的質(zhì)心位置，以視頻多幀圖像識別其位移變化；

成熟度的標定：通過對放大的位移圖像閾值設定獼猴桃的成熟度等級為未成熟、成熟、過成熟，以計算的位移變化標定獼猴桃成熟度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述獼猴桃識別定位的具體步驟為：

步驟S1：采用高幀率視頻采集相機準確存取獼猴桃微振動圖像；

步驟S2：依托圖像的像素點灰度值，以像素點閾值90區(qū)分獼猴桃與背景色塊，并進行圖像二值化處理，以邊屆像素點的值0和1的突變識別獼猴桃的位置；

步驟S3：定位獼猴桃的邊界點位置，以矩形框圖標定獼猴桃位置，并截取其圖像進行計算處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述視頻數(shù)據(jù)采集處理的具體步驟為：采用合適的帶通濾波器對采集的相位信號進行濾波處理，需要限制位移αδ(t)，使放大的位移很好地近似于真實的位移信號，用高斯窗的一個標準差作為界，從而獲取的獼猴桃微動放大的數(shù)據(jù)信息采集。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述視頻信號去噪處理的具體步驟為：輸入序列中的噪聲會導致相位信號本身的噪聲，從而導致不正確的運動被放大，在相位上使用振幅加權(quán)和高斯模糊，通過設置合適的高斯濾波器進行噪聲處理，從而提高信號信噪比。