基于流形学习算法的马铃薯机械损伤机器视觉检测方法

针对马铃薯表面芽眼和凹凸不平的影响,使之马铃薯机械损伤难以检测的问题,该文提出了一种基于流形学习算法的马铃薯机械损伤检测方法。首先利用马铃薯图像的显著图分割出马铃薯区域,然后利用主成分分析(principal component analysis,PCA)、等距映射(isometric mapping,Isomap)和局部线性嵌入(locally-linear embedding,LLE)3种流形学习方法提取马铃薯区域图像特征参数,然后分别建立基于3种流形特征的支持向量机(support vector machine,SVM)分类模型PCA-SVM、Isomap-SVM和LLE-SVM,利用网格搜索法(grid search)、遗传算法(genetic algorithm,GA)以及粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)3种模型参数优化方法,优化支持向量机模型的惩罚参数c和RBF核参数g,以建立最优分类模型,最后比较3种分类模型的识别效果,确定最优分类模型。研究结果表明,PCA-SVM分类模型对训练集识别率为100%,测试集识别率为100%;Isomap-SVM分类模型对训练集识别率为100%,测试集识别率为91.7%;LLE-SVM分类模型对训练集识别率为100%,测试集识别率为91.7%,表明PCA、Isomap和LLE 3种流形学习方法用于马铃薯机械损伤检测是可行的,其中PCA-SVM分类模型检测效果最优。     

基于OpenCV的畸形马铃薯识别方法

为了研发基于OpenCV自动识别畸形马铃薯的计算机视觉系统,首先采集了93个的马铃薯样本图像,对其进行HSV颜色空间转换、颜色分割、中值滤波和轮廓提取,有效分割出马铃薯的边界轮廓;然后对其轮廓进行二维傅里叶变换,提取70个样本构成的训练集;采用广泛运用于计算机视觉领域的图像预处理及特征提取方法提取10个傅里叶幅度值,利用其构建并训练SVM分类器;最后通过训练好的SVM分类器对未知形状的23个马铃薯进行识别。结果表明:基于OpenCV的畸形马铃薯识别方法能正确判断马铃薯是否为畸形,识别准确率约为95.6%;其中,畸形马铃薯的识别率达到100%。这表明发展计算机视觉系统在自动检测和分类畸形农产品中有较大应用潜力。