基于边缘检测和区域定位的玉米根茎导航线提取方法

基于玉米根茎图像信息,提出一种基于边缘检测和区域定位的玉米根茎导航线提取方法。首先,利用最大类间方差法自动分割2G-R-B灰度图像,得到二值化图像,结合形态学处理、位置/面积去噪方法提高二值化图像质量,对去噪图像按列累加得到列像素累加曲线;针对传统方法得到的特征点中伪特征点较多的问题,引入高斯滤波器平滑累加曲线,并运用极值法减少玉米根茎伪特征点的干扰,在提取玉米茎秆边缘直线时,提出基于最远茎秆成像宽度的双侧边缘判别思路,通过扫描每条边缘直线的四边形封闭邻域有效剔除伪边缘直线;最后,根据边缘直线二次定位玉米的根茎区域范围,并剔除伪特征点,采用最小二乘线性拟合方法准确提取导航线。试验表明,本文算法处理一幅1280像素×720像素图像耗时约236ms,特征点拟合准确率为92%。与传统方法相比,本文算法精度高、实时性好,在缺苗、杂草较多和株距不标准的情况下仍具有较强的鲁棒性。     

近红外光谱结合最小二乘支持向量机的脐橙叶片含水率无损检测

为了快速检测赣南脐橙果树叶片含水率,提出近红外光谱结合最小二乘支持向量机的快速检测方法。采用积分球漫反射方式采集叶片的近红外光谱,通过间隔偏最小二乘法从2 074个光谱变量中优选出345个变量作为建模的输入向量,分别建立最小二乘支持向量机和偏最小二乘校正模型。经比较,以径向基函数为核函数的最小二乘支持向量机模型预测结果最优,预测相关系数为0.942,预测均方根误差为2.7%,模型建立及预测时间为0.176s。实验结果表明近红外光谱结合最小二乘支持向量机的脐橙叶片含水率无损检测方法是可行的。     

基于稀疏非负最小二乘编码的高光谱遥感数据分类方法

为了提高高光谱遥感影像的分类精度,提出了一种基于稀疏非负最小二乘编码的高光谱数据分类方法。采用非负最小二乘方法,将待测样本表示为训练样本的线性组合,并将得到的系数作为待测样本的特征向量,通过最小误差方法对待测样本进行分类。提出的方法在AVIRIS Indian Pines和萨利纳斯山谷高光谱遥感数据集上进行分类实验,并和主成分分析(PCA)、支持向量机(SVM)和基于稀疏表示分类器(SRC)方法进行比较,在2个数据集上本文方法的总体识别精度分别达到85.31%和99.56%,Kappa系数分别为0.816 3和0.986 7。实验结果表明本文方法的总体识别精度和Kappa系数都优于另外3种方法,是一种较好的高光谱遥感数据分类方法。     

基于高光谱的酿酒葡萄果皮花色苷含量多元回归分析

以酿酒葡萄赤霞珠果实为研究对象,利用高光谱成像技术检测葡萄果皮中的花色苷含量。采集60组样本的900~1700nm近红外波段高光谱图像,并用pH示差法测量样本果皮中花色苷含量。选取高光谱图像中葡萄果实区域作为感兴趣区域（ROI）,计算其平均光谱,并采用SG平滑、归一化、多元散射校正等预处理方法提高光谱的信噪比。然后采用偏最小二乘回归（PLSR）、支持向量回归（SVR）和BP神经网络算法建立花色苷含量预测模型。研究表明：基于PLSR模型推荐的13个隐含变量建立的BP神经网络模型的预测决定系数和预测均方根误差分别为0.9102和0.3795。     

核桃仁脂肪含量的近红外光谱无损检测

为了实现核桃仁脂肪含量的快速无损检测,在1 040～2 560 nm光谱范围内采集了核桃仁近红外光谱。首先,通过多元散射校正和标准正态化组合方法对原始光谱信息进行预处理,采用马氏距离法剔除异常样本;然后,运用竞争性自适应重加权采样算法与相关系数法相结合,进行特征波段筛选;最后,采用偏最小二乘回归和支持向量机回归算法建立了核桃仁脂肪含量的预测模型。结果显示,以筛选出的6个特征波段为输入,采用偏最小二乘回归算法建立的核桃仁脂肪质量分数预测模型的验证集决定系数为0. 86,均方根误差为1. 584 9%;采用支持向量机回归算法建立的模型验证集决定系数为0. 88,均方根误差为1. 371 6%;表明支持向量机回归算法的建模质量优于偏最小二乘回归算法。采用特征波段建立的支持向量机回归预测模型能大幅降低建模复杂度,实现核桃仁脂肪含量的快速无损检测。     

混沌遗传最小二乘支持向量机法预测日用水量

利用混沌运动的初值敏感性、内在随机性和遍历性的特点,提出基于混沌遗传算法和最小二乘支持向量机的城市日用水量预测法。通过混沌映射搜索自适应遗传算法的较优初始种群,采用自适应遗传算法优化最小二乘支持向量机的超参数,利用交叉验证法确定遗传算法个体的适应值,建立基于最小二乘支持向量机的日用水量预测模型。实例分析结果表明,与基于遗传最小二乘支持向量机的日用水量预测法相比,提出的预测方法具有更高的预测精度。     

基于最优权系数组合建模的数控机床热误差在线补偿

针对数控机床热误差建模具有小样本、数据离散的特点,提出一种综合灰色预测和最小二乘支持向量机的热误差在线组合建模方法。根据机床温度和热误差的实验数据,分别建立热误差的灰色模型和最小二乘支持向量机模型,并通过加权系数将两者进行组合。以提高热误差的实测值和组合模型预测值之间的灰色综合关联度为目标,对模型的加权系数进行优化。在一台高架桥式龙门加工中心上进行建模实验,结果表明数控机床热误差最优权系数组合建模方法精度高、泛化能力强,优于灰色预测、最小二乘支持向量机和多元线性回归3种建模方法。利用该方法构建的预测模型进行机床热误差在线补偿,可有效减小热误差对机床加工精度的影响。     

基于机器视觉的谷物联合收获机行走目标直线检测

针对谷物联合收获机视觉导航,提出基于改进Hough变换(HT)的谷物联合收获机行走目标直线检测算法.通过改进一维最大熵阈值分割方法,提高了阈值分割的速度;对二值图像通过行扫描和列扫描,确定了行走目标直线的终点位置以及直线方向上的候选点;以候选点为点集,利用最小二乘直线拟合和直线终点位置确定了待检测直线上已知一点;利用改进HT完成直线检测,与传统的HT相比,将二元映射转换为一元映射,加快了算法速度、减少了空间占用和提高了抗干扰能力.经过对多幅图片的处理,证明算法能够有效地检测出直线参数,且处理时间在100 ms左右.     

基于MATLAB图像处理的圆度误差数据采集方法

研究基于MATLAB的图像降噪处理,利用定点裁切法消除原始图像中的无关因素,提高图像降噪的处理效率,得出一种零件图像轮廓圆度误差的评定方法。此法在传统图像降噪法的基础上,对含有曲线数据的图像采用降噪流程,得到精确的零件轮廓二值图像。用最小二乘法对零件轮廓进行拟合,对得到的最小二乘圆度数据进行评定,并将所有采集的黑点的坐标进行计算,计算的结果与参考数值的误差仅为0.5μm,符合国标中对圆度公差值的要求。     

基于资源一号02C高分辨率数据的农业区土地利用分类

利用最小二乘支持向量机良好的非线性划分能力,基于资源一号02C高分辨率遥感数据,结合图像形状、纹理特征等信息,对农业区土地利用类型进行快速分类提取,结果表明:资源一号02C高分辨率数据可以快速有效地实现土地类型划分,加入特征信息后的图像分类精度大幅度提高,而最小二乘支持向量机的分类结果也十分理想,总体分类精度达到82.53%,Kappa系数达到0.807 1,高于传统图像分类方法,为利用国产高分辨率卫星进行土地类型划分提供了快速可行的方法。     

激光及X射线肉图像同步采集系统设计及实验

提出了一种不规则肉碎骨图像检测方法,设计了一种基于激光三角法以及软X射线技术的肉碎骨图像采集的在线检测系统。该系统由X射线图像采集部分、激光图像采集部分、机械传输部分、PLC控制系统部分和图像处理系统组成。采用小型单元式PLC作为控制核心,检测肉位置和触发激光及X射线采集图像,肉图像采集软件在Visual C#2008环境下结合环境下结合HALCON函数库实现,系统调试运行正常,可实时同步采集肉动态激光图像及X射线图像。利用肉激光图像和X射线图像进行图像融合实验。结果表明,小波算法速度快,融合后的图像失真少,更加接近于原X射线图像,更有利于肉图像碎骨信息的提取。     

平面可控机构运动轨迹的计算机视觉检测

建立了基于计算机视觉的平面可控机构运动轨迹的检测系统,对平面可控机构的运动轨迹进行了检测研究.构建了视觉检测平台,利用已标定的摄像机获取目标的运动序列图像,应用数字图像处理技术对该序列图像进行处理得到运动目标的运动轨迹(包括位移、速度和加速度);对可控机构的运动轨迹进行了试验检测,试验结果表明该方法通用性好、精度高.     

基于颜色特征的油菜害虫机器视觉诊断研究

害虫的准确识别是针对性地施用农药以有效治理虫害的基础,而人工识别的劳动强度大且主观性强。为此,提出了一种利用颜色特征的害虫视觉识别技术。使用GrabCut算法从虫害图像中分割出完整的害虫主体图像并计算其最小外接矩形区域的H/S通道直方图,使用害虫基准图像对其进行直方图反向投影并计算交叉匹配指数。匹配指数和害虫标签共同组成的特征向量用于训练C4.5分类器。计算待检害虫图像的交叉匹配指数,输入分类器即可得到识别结果。实验结果表明:该技术可准确识别菜蝽、菜青虫、猿叶甲、跳甲及蚜虫5种害虫,准确率达到92%。     

A review of downscaling methods for remote sensing-based irrigation management: part I

High-resolution daily evapotranspiration (ET) maps would greatly improve irrigation management. Numerous ET mapping algorithms have been developed to make use of thermal remote sensing data acquired by satellite sensors. However, adoption of remote sensing-based ET maps for irrigation management has not been feasible due to inadequate spatial and temporal resolution of ET maps. Data from a coarse spatial resolution image in agricultural fields often cause inaccurate ET estimation because of a high level of spatial heterogeneity in land use. Image downscaling methods have been utilized to overcome spatial and temporal scaling issues in numerous remote sensing applications. In the field of hydrology, the image downscaling method has been used to improve spatial resolution of remote sensing-based ET maps for irrigation scheduling purposes and thus improves estimation of crop water requirements. This paper (part I) reviews downscaling methods to improve spatial resolution of land surface characteristics such as land surface temperature or ET. Each downscaling method was assessed and compared with respect to their capability of downscaling spatial resolutions of images. The companion paper (part II) presents review of image fusion methods that are also designed to increase spatial resolutions of images by integrating multi-spectral and panchromatic images.     

计算机视觉技术在微小尺寸测量中的应用

应用计算机视觉技术快速测量微小零件的尺寸,研究了CCD图像预处理、图像二值化、边缘处理、标定等技术,发现中值滤波平滑处理图像的精度更高,轮廓跟踪能使图像边缘确定时的运算更简单。图像检测结果与工具显微镜测量进行了比较,结果表明该测量方法可以快速、准确地实现大批量同类零件的尺寸测量及合格度的检验,并可满足100%在线检测要求,检测误差不超过0.0119mm,每件检测时间不超过2s。     

基于线阵扫描图像的玉米果穗性状检测技术

为实现玉米果穗性状自动检测,以线阵扫描方式获取玉米果穗表面圆周图像信息,利用图像处理技术从中提取相关性状参数。从扫描图像自身提取检测模板,应用归一化互相关算法完成玉米果穗单周图像的精确切割;以Otsu法完成籽粒分割后,利用边界非完整籽粒的连接性,完成边界分割籽粒的合并,提高籽粒计数准确度;采用图像投影曲线平滑后求极值的方法获取穗行数。与人工检测实验结果对比,穗粒数和穗行数的计数准确率分别为94.6%和99.1%。     

水泵叶轮逆向工程软件开发及应用

逆向工程能为水泵叶轮的数值模拟、有限元分析、快速成形、产品数字化加工制造以及优化设计等提供直接的几何模型支持．在VC++ 60平台上,应用MFC,ADO,OpenGL,VTK等开发工具,利用模块化编程技术,针对从工业CT获取的叶轮高精度断层切片图像序列,通过图像预处理、二维图像处理以及二维几何处理等数字图像处理技术,编程完成了叶轮断层图像序列表面轮廓的三角面片三维重建及半边结构边界模型的叶轮三维实体转换,开发出了具有多个数据输入、输出接口的水泵叶轮逆向工程软件ReImpeller．应用该软件重建得到了精度较高的叶轮三维模型,以STL数据格式导出并进行快速成型,重建的叶轮零件与其原型相比,形状误差仅为064％,表明ReImpeller具有一定的可行性与实用性．     

基于自适应导航参数的智能车辆视觉导航

为提高导航路径识别的鲁棒性和实时性,采用了分区阈值二值化、噪声点搜索及滤波等图像处理方法,并对导航路径进行分区逐段识别;在路径跟踪方面,在获取的导航路径图像中选取远端路径和近端路径,以远端路径和近端路径的方位偏差量作为确定目标路径的依据,使提取的导航参数能适应导航路径的变化。根据四轮智能车辆模型进行路径跟踪仿真计算。在此基础上,采用两块数字信号处理器,对基于路径导航的视觉智能车辆进行了设计和试验验证。试验结果表明采用该方法设计的智能车辆具有较好的路径识别和跟踪控制效果。     

基于图像跟踪识别技术的煤炭运量视频管理系统的硬件设计及实现

为了有效地监控煤场进出车辆情况,设计一种基于图像跟踪识别技术的煤炭运量视频管理系统。介绍该系统硬件的整体设计,详细说明其中车辆到达感应部分、图像采集部分和云台控制部分的具体设计与实现方法,以期为该系统的良好应用提供参考。     

疫苗毒株胚蛋成活性检测方法研究

针对人工光照法在生物疫苗毒株(胚蛋)成活性检测中,存在劳动强度大、效率低、准确性差的缺点,提出了一种仿生胚蛋成活性图像无损检测方法。针对以往研究中胚蛋图像上下灰度不一、胚蛋蛋壳质量不一等因素影响胚蛋血脉提取的问题,提出了一种基于最小类内指数方差的自适应阈值图像处理方法。通过对去噪后的胚蛋图像进行图像边缘检测及数学形态学处理,准确构建了成活胚蛋主血脉二值形态,通过计算胚蛋内主血脉二值面积百分比判定胚蛋成活性。对胚蛋图像进行识别实验,结果表明,该系统识别一枚胚蛋用时0.093 s,胚蛋活性判定准确率为100%,可满足灭活疫苗、冻干疫苗生产的活性准确率要求。