基于機(jī)器視覺(jué)的小麥并肩雜與不完善粒動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)研究.pdf

1、我國(guó)是世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，對(duì)小麥質(zhì)量進(jìn)行等級(jí)劃分的重要意義不言而喻。目前依據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)小麥并肩雜和不完善粒的檢測(cè)仍采用人工方法，而基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)能有效保障其結(jié)果的客觀性，并提高檢測(cè)精度和速度。本論文綜合應(yīng)用光學(xué)、高光譜、數(shù)字圖像處理及模式識(shí)別技術(shù)，研究了基于機(jī)器視覺(jué)的小麥并肩雜與不完善粒動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，并結(jié)合機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)進(jìn)行樣機(jī)研制。
　　 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1.小麥高

2、光譜實(shí)驗(yàn)與RGB圖像采集系統(tǒng)構(gòu)建。通過(guò)對(duì)高光譜數(shù)據(jù)做主成分分析，得到最有效主成分，由最有效主成分中各波段的貢獻(xiàn)率確定最佳波段。針對(duì)小麥外觀特征的有效提取，經(jīng)研究630nm波段的貢獻(xiàn)率最大。根據(jù)該波段確定相機(jī)的波段光譜響應(yīng)參數(shù)，構(gòu)建了RGB圖像采集系統(tǒng)。
　　 2.小麥動(dòng)態(tài)圖像預(yù)處理與特征提取。通過(guò)不同顏色背景下的小麥圖像直方圖和對(duì)比度分析，確定黑色不反光背景為小麥并肩雜與不完善粒檢測(cè)的最佳背景。對(duì)采集到的小麥動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行多余背景

3、去除、同態(tài)濾波等圖像預(yù)處理，并通過(guò)閾值分割和形態(tài)學(xué)處理進(jìn)行形態(tài)特征描述、通過(guò)顏色空間變換進(jìn)行顏色特征描述、通過(guò)二維小波變換進(jìn)行紋理特征描述，分別提取了7個(gè)形態(tài)特征、27個(gè)顏色特征和144個(gè)紋理特征。
　　 3.小麥并肩雜和不完善粒識(shí)別算法研究。對(duì)1169個(gè)正常小麥、897個(gè)并肩雜、710個(gè)黑胚粒小麥和627個(gè)破損小麥樣本所提取的特征數(shù)據(jù)，分別采用遺傳算法與支持向量機(jī)(GA-SVM)、主成分分析與支持向量機(jī)(PCA-SVM)、偏最

4、小二乘判別分析(PLS-DA)、偏最小二乘與支持向量機(jī)(PLS-SVM)、主成分分析與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PCA-ANN)和線性判別分析(LDA)算法進(jìn)行模式識(shí)別比較分析，結(jié)果表明GA-SVM對(duì)小麥并肩雜的識(shí)別率最高可達(dá)99.34％，PCA-SVM對(duì)不完善粒中的黑胚粒、破損粒和正常小麥的識(shí)別率分別為97.2％、98.4％和97.9％。
　　 4.小麥并肩雜與不完善粒動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置研制。采用旋轉(zhuǎn)輸送方式進(jìn)行小麥單?；谷牒拖铝戏旨?jí)，通