基于区域亮度自适应校正算法的脐橙表面缺陷检测

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张明

作者： 张明;王腾;李鹏;邓烈;郑永强;易时来;吕强;孙荣荣

作者机构：

关键词： 类球型水果;脐橙;亮度校正;阈值分割;缺陷检测

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2020 年 53 卷 012 期

页码： 2360-2370

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]针对类球型水果表面亮度分布不均现象,传统算法难以有效直接分割水果表面缺陷区域问题,提出一种基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法.[方法]选择区域经济价值较高的纽荷尔脐橙为研究对象,对其采集原始可见光RGB图像.试验中发现R-B融合分量图像灰度呈明显双峰分布,故根据直方图信息利用单阈值法(分割阈值T1=60)去除图像背景,获得R-B目标图像;基于本文提出的一种区域亮度自适应校正算法对脐橙表面缺陷进行检测,首先设定目标图像邻域窗口大小为w×w(邻域窗口大小w=13),通过对其窗口大小内较亮像素点的集合提取脐橙表面亮度信息,然后基于此表面亮度信息对去除背景的R-B目标图像进行均一化校正,经亮度校正后的图像发现其表面缺陷区域与正常组织区域灰度对比度大,宜采用单阈值法(分割阈值T=194)直接对亮度校正后的脐橙图像进行表面缺陷分割提取;最后对表面缺陷分割后的二值化图像进行面积滤波以去除杂散点及噪声.[结果]采用双峰法可在有效去除图像背景的同时完好保留目标脐橙表面信息;基于区域亮度自适应校正算法对溃疡病果、蓟马虫果、介壳虫果、虫伤果、黑星病果、风伤果、炭疽病果、裂伤果等8种常见脐橙表面缺陷果,共计356幅样本图像进行亮度校正,采用单阈值法对亮度校正后的图像进行表面缺陷分割,其分割率高,整体缺陷准确识别率达到了95.8%,平均处理每幅图像耗时0.29 s.与直方图均衡化算法、基于Retinex理论算法以及基于照度-反射理论算法得到的亮度校正图像相比,本文算法亮度校正效果最优且算法简单、缺陷识别率高、计算速度快,其运算速度分别减少了0.27、0.14和1.45 s,缺陷识别率提高了2.6%—8.2%.[结论]基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法有效解决了脐橙类水果表面亮度分布不均导致的表面缺陷难分割问题,为脐橙在线精确分级提供了技术支持,也为其他类球型水果表面缺陷快速检测提供了一种新方法.

分类号：

  • 相关文献

[1]基于掩模及亮度校正算法的脐橙表面缺陷分割. 张明,李鹏,邓烈,何绍兰,易时来,郑永强,谢让金,马岩岩,吕强. 2019

[2]基于深度残差网络的小样本杯沿缺陷检测. 金宇霏,陆慧娟,郭鑫璐,张俊,朱文杰. 2021

[3]基于图像局部方差的亮度矫正下番茄表面缺陷检测方法. 何婷婷,姚继超,张钟莉莉,芦天罡,岳焕芳. 2023

[4]基于亮度校正和AdaBoost的苹果缺陷在线识别. 张保华,黄文倩,李江波,赵春江,刘成良,黄丹枫. 2014

[5]类球形水果表皮颜色变化校正方法研究. 李江波,黄文倩,张保华,彭彦昆,赵春江. 2014

[6]基于Lab空间和K-Means聚类的叶片分割算法研究. 邹秋霞,杨林楠,彭琳,郑强. 2015

[7]基于机器视觉的双孢蘑菇分级算法. 王风云,郑纪业,赵佳,卢丹,刘延忠,赵文祥. 2018

[8]基于双目视觉的作物苗期障碍物三维信息检测方法. 杨鹏树,刘卉,王晓翠,王侨,孟志军. 2021

[9]农田秸秆覆盖率检测方法与试验. 刘现悦,刘卉,王侨,高娜娜,梅鹤波,王培. 2021

[10]拉曼高光谱系统中线激光对不同筋度面粉的穿透深度研究. 王晓彬,张茜,关晨至,戴欣. 2023

[11]基于荧光效应和调色板均衡化的小球藻自动计数方法研究. 刘世晶,王帅,唐荣,陈军,刘兴国,周海燕. 2016

[12]苹果树图像分割算法研究综述. 胡林,周国民,丘耘,樊景超,郭秀明. 2015

[13]自然环境下茶树嫩梢识别方法研究. 韦佳佳,陈勇,金小俊,郑加强,石元值,张浩. 2012

[14]基于蜂群优化或分解的二维Arimoto灰度熵阈值分割. 吴一全,殷骏,朱丽,袁永明. 2015

[15]机器视觉技术在农作物生长状况监测的研究进展. 刘晖,李兆雄,詹杰,杨有泉. 2018

[16]脐橙整形与修剪技术. 李杰. 2008

[17]基于激光拉曼光谱的脐橙内部品质无损检测. 药林桃,刘木华,王映龙. 2008

[18]湘南地区脐橙山地建园技术浅谈. 侯小华. 2004

[19]两种枳及其对脐橙苦干性状的影响. 李润唐. 1997

[20]食用菌菌渣有机肥中试与肥效试验. 魏云辉,刘益仁,李菁,刘毅,胡中娥,熊小文,彭波. 2014

作者其他论文 更多>>

微信小程序