[發(fā)明專利]一種基于隨機森林的生蠔肥滿度分類方法

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• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115376124A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 曹先慶;王志鵬
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: G06V20/68
• 分類號: G06V20/68;G06V10/764;G06V10/28;G06V10/44
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種基于隨機森林的生蠔肥滿度分類方法，涉及一種水產(chǎn)品分類方法，本發(fā)明使用外部形態(tài)特征數(shù)據(jù)集進行生蠔肥滿度識別，選取的外部形態(tài)特征屬性有粗糙度，伸長率，緊密度，長軸等特征，并將外部形態(tài)數(shù)據(jù)集隨機劃分為80%的訓練集與20%的測試集，將這四種特征作為隨機森林肥滿度檢測模型的輸入，通過訓練集構建隨機森林分類器模型，調(diào)整基評估其數(shù)量以得到最佳的分類模型，后用測試集度模型進行評估，實現(xiàn)對生蠔肥滿度的分類。本發(fā)明能獲得較好的分類結果，使難以度量的牡蠣肥滿度定量可測，適用于當前狀態(tài)的牡蠣肥滿度分類。

技術領域

本發(fā)明涉及一種水產(chǎn)品分類方法，特別是涉及一種基于隨機森林的生蠔肥滿度分類方法。

背景技術

生蠔是中國水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要品種，在漁業(yè)經(jīng)濟中占有重要地位。在銷售前，通常會進行加工，例如打撈，機洗，凈化等，加工完成的生蠔在進入市場前需要進行分類，目前生蠔的分類方式是按照重量的等級進行分類，不同重量等級的生蠔被放到不同的籃子里，通常來說重量越大價格越高。通常顧客挑選牡蠣是依照肥滿度，即生蠔的軟體質(zhì)量與總質(zhì)量之比，肥滿度越高越受顧客歡迎。但是同一個重量等級下的生蠔，因為軟體質(zhì)量的不同，肥滿度就會存在很大的差異，因此常常會得到客戶的反饋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于隨機森林的生蠔肥滿度分類方法，該方法利用數(shù)字形態(tài)學抽取到牡蠣外部形態(tài)特征，然后利用機器學習的分類方法，將其用于生蠔肥滿度分類，使之相同重量等級下，有效的挑選出肥滿度低的生蠔。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種基于隨機森林的生蠔肥滿度分類方法，所述方法包括以下分類過程：

a.提取外部形態(tài)特征：對目標圖片進行預處理，得到二值化圖像，獲得生蠔邊緣輪廓，得到生蠔外部形態(tài)特征（粗糙度，伸長率，緊密度，長軸）構建對應的生蠔肥滿度數(shù)據(jù)集；

b.劃分訓練集與測試集：導入生蠔肥滿度數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)，并將其隨機劃分為80%的訓練集與20%的測試集；

c.建立隨機森林分類器模型：選取訓練集的數(shù)據(jù)作為輸入，肥滿度高低作為標簽，導入隨機森林的算法當中，通過訓練集建立隨機森林分類器模型，實現(xiàn)對生蠔肥滿度的分類；

d.調(diào)整基評估器數(shù)量：比較不同的基評估器對精確度的影響，選擇分類效果最好的一個作為最終的分類器；

e完善隨機森林分類器模型：通過測試集對隨機森林分類器模型進行評估，從而完善隨機森林分類器模型，實現(xiàn)對牡蠣肥滿度的分類。

根據(jù)權利要求1所述的一種基于隨機森林的生蠔肥滿度分類方法，所述對目標圖片進行預處理，得到二值圖像，根據(jù)圖像中的白色點像素點個數(shù)，得到貝類的像素點單位面積S；根據(jù)提取的邊緣，得到像素點單位周長p與凸周長B；計算像素點之間的歐氏距離，最長的兩點之間連接作為長軸；根據(jù)提取的邊緣，得到最小外接矩形，矩形的寬作為短軸；從而得到與肥滿度密切相關的特征包括: 粗糙度，伸長率，緊密度，長軸特征；

其中粗糙度(R)是衡量輪廓的復雜度，計算公式為：

其中p為周長，B為凸周長；

緊密度(C)是衡量輪廓的緊湊程度，計算公式為：

其中p為周長，S為輪廓覆蓋的面積；

伸長率是衡量輪廓更接近矩形(橢圓形)還是正方形(圓形)，計算公式為：

其中A為長軸，M為短軸（最小外接矩陣寬）；

將得到的數(shù)據(jù)作為隨機森林算法的輸入。