重叠苹果果实的分离识别方法

针对苹果采摘机器人重叠果实识别误差较大的问题,设计了一种分离识别方法。首先在苹果图像分割获取其二值果实区域的基础上,基于横、纵投影图实现重叠形态果实的判别,而后基于边缘曲线通过SUSAN算法检测果实轮廓上的角点,再通过迭代腐蚀和瓶颈准则挑选重叠果实的分离点,并采用Bresenham算法连接分离点实现重叠果实的分离。提取分离果实边缘曲线的有效轮廓后,通过改进的随机Hough算法拟合果实圆心及半径。最后选择15幅重叠果实区域二值图像,通过不同角点检测计算结果的比较,验证了SUSAN算法相比于其他角点检测方法更为有效;通过改进的随机Hough算法识别11幅图像中的21个果实,其圆心相对误差平均值、半径相对误差平均值和相对偏差平均值分别为6.90%、4.12%和6.07%,比传统Hough算法分别低4.03、2.75、1.14个百分点,说明改进的随机Hough算法得到的拟合圆更接近实际苹果果实区域。     

光照和温度条件对富士苹果糖心形成的影响

以新疆阿克苏红旗坡农场‘富士’苹果为试材,研究光照强度、套袋时长及温度对‘富士’苹果糖心形成的影响。结果表明,相对光照强度表现为树冠由上向下逐渐减弱,树冠上部果实品质均优于中、下部果实,糖心比率大。在落花50 d后,对各部位果实进行套袋0、30、60、90 d处理,其中套袋30 d果实品质整体优于其他处理,有利于糖心形成。采收前30 d对‘富士’苹果树体进行搭棚处理,发现未搭棚对照昼夜温差较大、果实品质及糖心形成指标均高于搭棚处理。研究认为,果实品质和糖心形成受光照强度和昼夜温差的影响,光照强度与昼夜温差大有利于果实品质提高和糖心形成。     

基于计算机视觉的自然光照条件下成熟石榴的识别

研究自然光照条件下成熟石榴识别;利用同态滤波进行图像增强,将图像从RGB空间转换到HSI空间,并将色调和饱和度融合,有效去除暗背景和灰背景,利用区域面积并结合形态学特征去噪实现区域分割,最后利用优化后的Hough变换提取形心和半径,恢复遮挡果形;基于VC++6.0开发图像处理程序,能够实现对成熟石榴的识别;识别率为85%以上,为下一步对目标正确定位,实现水果采摘自动化收获打下基础.     

篱壁式栽培条件下富士苹果树冠光照分布与果实产量品质的关系

以不同主枝数量的篱壁式栽培富士苹果为试材,研究该条件下树冠内光照分布及其与果实品质的关系。结果表明,随着主枝数量的增加,树冠内相对光照强度小于30%的区域所占比例逐渐增加,而大于85%的区域所占比例逐渐减小,主枝数为16～18个的树冠内相对光照强度为30%～85%的(为优质光照)区域比例最高达到77%。60%～85%区域内果实单果重、可溶性糖及果皮花青苷含量均达较高水平,故该相对光照强度对果实品质形成最有利,30%～60%区域次之;相对光照强度≥85%的区域内果实可溶性糖含量最高,内在品质好,但果皮花青苷含量低(为60%～85%区域的75.6%,)。果实主要集中在相对光照小于85%区域内,30%～60%区域内的果实所占比例最高,可达总果实量的40%以上,60%～85%区域次之。结果表明,蓠壁式栽培苹果树冠内优质光照区域所占比例(最高可达77.2%)高于传统的主干形(50%～60%),有利于果树的生长、果实的发育及品质形成,同时还可以提高株间的生产效率,且单株以16～18个主枝为宜。     

苹果树图像分割算法研究综述

在国内外图像处理和机器视觉技术在苹果树图像分析应用相关研究的基础上,总结了专门针对苹果树图像分割技术的研究进展。按照图像分割的技术体系,分析了苹果树图像分割技术的主要研究进展,系统地总结了图像分割算法及其在苹果树图像应用上的特点,提出了苹果树图像分割算法的演进图,展望了苹果树图像分割算法研究发展的趋势,为基于图像处理及机器视觉技术的苹果信息化技术研究提供了参考。     

在简易贮藏条件下静电场对红星苹果品质的影响

在简易贮藏条件下用静电场处理红星苹果,能有效地保持果实在贮藏期的硬度和可溶性固形物含量,提高红星苹果的贮藏品质,延长果实的寿命,增加红星苹果的经济效益。试验方法简便易行,有实用价值。     

新疆野苹果17个种下类型的果实和种子形态对比研究

通过对新疆野苹果种下类型果实和种子形态特征的观察,对新疆野苹果果实的单果重、果形指数、果梗长与粗度,以及种子长度与宽度进行测量,利用扫描电镜观察种皮细胞的微观形态,测量细胞的长度与宽度,所得数据用 LSD 法进行方差分析,以了解其种下类型的关系。结果表明,新疆野苹果的果实外部性状和种子具有极丰富的表型变异,种内的分化高于种间分化;同时根据种子表皮细胞的形态将17个类型的新疆野苹果划分为7个差异明显的类别。     

基于支持向量机的苹果叶部病害识别方法研究

为提高苹果叶部病害自动识别水平并实现快速有效地识别苹果叶部病害,本研究首先采用小波滤波算法对采集的苹果叶部锈病、斑点落叶病的图像进行去噪平滑,然后利用病斑颜色差异和边界跟踪算法对病斑进行分离,最后提取病斑颜色、形状和纹理等方面的特征,采用支持向量机(SVM)技术对病害进行自动识别。试验表明,该方法对苹果叶锈病和斑点落叶病样本进行处理识别的正确率较高,能够满足实际需求。该结果对苹果叶部病害的自动快速诊断和防治具有一定的指导意义。     

自然条件下茶叶嫩芽图像分割方法的研究

探讨茶叶嫩芽自动分割方法,为茶叶智能采摘提供技术支持。以自然环境下茶叶嫩芽图像为研究对象,比较了基于颜色的阈值分割与聚类分割方法对茶叶嫩芽自动分割的影响。首先,选择了R-B和b分量进行茶叶阈值分割;其次在Lab颜色模型下进行K-means聚类分割;最后,通过形态学处理实现茶叶嫩芽自动识别。基于聚类的茶叶分割方法不仅能够抑制颜色阈值分割受光照的影响,且实现了自然环境下茶叶嫩芽的有效分割。     

成熟期苹果计数方法研究———以黄土高原样本为例证

对比RGB(红,绿,蓝)颜色空间下各颜色分量间多种色差运算的自适应阈值分割与基于H(色调)和S(饱和度)的K均值聚类算法对苹果影像的分割,选取适宜于自然生长状态下成熟期苹果影像分割的最佳算法分割目标物.在影像分割的基础之上,通过计算影像中苹果区域的总面积与单果平均面积之商确定苹果数目.试验结果表明:1.1×R-G色差运算结合自适应阈值分割算法对成熟期苹果影像有较好的分割效果;以影像中苹果总面积与单果平均面积之商确定苹果数目的算法准确率可达82.18%,计数方法准确率高.     

苹果汁酶促褐变抑制方法的比较

简述了苹果汁酶促褐变的机理.从物理、化学、生物等方面对当前苹果汁酶促褐变的抑制方法进行了比较,指出各种抑制方法的优缺点,进而提出苹果汁酶促褐变抑制方法的发展方向,为苹果汁加工业提供了理论和参考依据.     

Effect of high temperature and excessive light on glutathione content in apple peel

The present experiment was conducted to examine the changing patterns of glutathione (GSH) contents in apple peel stressed by high temperature and excessive solar radiation. By comparing the parameters of temperature and light conditions where fruits grow with the GSH contents in them, the mutual relationship was disclosed. Meanwhile, the changes of antioxidant capacity of fruits stressed at different levels were studied under artificially controlled conditions in a laboratory. Also, the effect of applying various types of exogenous substances was evaluated on endogenous GSH contents. The results indicated that within a certain range, a positive correlation was found between the stressed extents to which fruits were subject by high temperature and excessive light, and GSH contents in fruit peel. Moreover, fruits on southwest (SW) exposure contained a very significantly higher amount of GSH than those on other exposures. In laboratory experiments, it was proved that fruit GSH contents increased with temperatures within a certain range but they declined beyond a given limit. The temperature rising modes had a great influence on fruit GSH contents, and gradual temperature increase was favorable to an increase of antioxidant capability in fruit peel, thus providing a theoretical basis for exerting appropriate acclimation on fruits. It was also documented that application of four exogenous formulations could significantly increase the endogenous GSH contents, among which AsA (ascorbit acid) + BA (benzoic acid) and SA (salicylic acid) treatments exhibited better results, 33.97% and 31.81% higher than the control, respectively.     

芸苔素叶面微肥对苹果生长及品质的影响

旱塬红富士花后 2 0 ,35 d两次喷施芸苔素叶面微肥结果表明 ,芸苔素叶面微肥具有促进幼果纵径伸长、抑制幼果横径伸长、促进春梢封顶的作用 ,可以显著改善成熟果实的内外质量 ,提高果形指数、红果率、可溶性固形物含量 ,并能降低偏斜果率 ,减小单果重变幅 ,使果个大小一致性增强。     

Effects of light intensity on photosynthesis and photoprotective mechanisms in apple under progressive drought

The effects of light intensity on photosynthesis and photoprotective mechanisms under progressive drought were studied on apple trees(Malus domestica Borkh.) Fuji. The potted trees were exposed to drought stress for 12 days and different light conditions(100, 60 and 25% sunlight). During the progressive drought, the relative water content(RWC) in leaf declined and was faster in full light than in 60 and 25% sunlight. However, the decrease in the net photosynthetic rate(Pn), stomatal conductance(Gs) and Rubisco activity were slower under 100% sunlight condition than other light conditions. After the 6 days of drought, the maximum PSII quantum yield(Fv/Fm), the capacity of electrons move beyond Q-A(1–VJ) and electron move from intersystem to PSI acceptor side(1–VI)/(1–VJ) decreased, with greater decline extent in brighter light. While RWCs were 75%, the variations in different light intensities of Gs and Rubisco activity at identical RWC, suggested the direct effects of light. While the little difference in the state of photosynthetic electron transport chain among tested light intensities indicates the results of faster water loss rate of light. Our results also demonstrated that the enhancement the de-epoxidations of xanthophyll cycle, activities of ascorbate peroxidase(APX) and catalase(CAT) were directly regulated by light intensity. While the higher photorespiration rate(Pr) under stronger light condition was mainly caused by faster water loss rate of light.     

苹果管道气力输送装置参数优化与试验

针对苹果在管道输送过程中的撞击损伤问题,对管道气力输送装置的参数组合进行研究。以输送管道内径、管型和进风口风速为影响因素,以苹果迎风面风速为响应值,通过单因素仿真试验确定各因素对响应值的影响规律;基于单因素仿真结果利用多因素仿真试验获得最优输送参数组合,通过验证试验检验最优组合的可靠性。单因素仿真试验结果表明:当管道内径分别为88、96、104、112和120 mm时,随着输送管道内径的增大,苹果迎风面风速呈先增大后减小的趋势;管型对苹果迎风面风速大小影响的排序为,下圆弧管>螺旋管>S型管>上圆弧管>反S型管;当进风风速分别为14.07、15.83、17.59、19.35和21.11 m/s时,随着进风风速的增大,苹果迎风面风速呈先增大后减小的趋势。多因素仿真试验结果表明:最优输送参数组合为,管道内径112 mm、下圆弧型管型、进风风速19.35 m/s,此时苹果迎风面风速为18.46 m/s。验证试验结果表明,基于最优输送参数组合的管道气力输送装置输送苹果时苹果损伤率为14%,苹果损伤面积0~14.82 mm²,损伤体积0~23.84 mm³,86%的苹果为一等及以上果,14%的苹果为二等果。管道气力输送装置可有效降低苹果采摘后落入果筐时的损伤。     

苹果果实酸/低酸性状的SSR标记

【目的】通过表型分析筛选与苹果果实酸/低酸性状基因连锁的SSR分子标记,分析苹果果实可滴定酸的遗传规律,为苹果的早期选择和辅助育种提供依据。【方法】以"富士"×"粉红女士"杂交F1代的76株群体为试材,测定了成熟苹果果实的可滴定酸含量,采用BSA法和SSR技术筛选与酸/低酸性状基因连锁的分子标记,并在杂种后代中进行验证。【结果】76株杂交F1代群体可滴定酸含量为1.4~8.8 mg/g,从80对共显性遗传的SSR引物中筛选到与酸/低酸性状基因连锁的SSR标记Hi01e10,其遗传距离为10.014 cM,在杂交后代中的验证结果与可滴定酸含量在后代群体中的遗传规律基本吻合,进一步验证了该标记的可靠性。【结论】苹果果实酸/低酸性状是受主基因(Ma/ma)控制的,SSR标记Hi01e10可用于苹果的早期选择和辅助育种。     

猪舍智能监控系统中猪只识别算法研究

猪只识别是猪舍智能监控系统中一个重要的环节。提出了一种运用色彩空间聚类模型的猪只识别算法。该算法首先根据YCrCb色彩空间里的Cb分量进行灰度化处理,接着运用最大类间方差法进行阈值分割,最后运用形态学方法去除噪声与区域判断法去除非猪只区域,得到图像中猪只的位置。使用猪场采集的50张现场图像对该算法进行验证,结果表明单只猪正确识别率达到80%。     

复杂背景下多种树形果树树冠的检测与识别方法研究

针对多种树形果园环境下,由于树冠背景复杂导致的树冠分割、检测及树形识别困难的问题,本研究提出了1种改进Mask R-CNN的B-Mask R-CNN检测模型,实现自然复杂环境下的果树树冠检测与树形识别。该模型引入了IoU(Intersection over Union)平衡采样,提高了模型的训练效果;其次,在边界框损失中引入平衡L1损失,使得多分类损失与边界框损失更快地收敛;另外,在区域推荐网络中调整锚框比例适应数据集中的目标,提升了模型准确率。该研究搜集矮化密植形、小冠疏层形、自然开心形、自然圆头形以及Y形5种常见修剪树形制作数据集,应用5个检测模型进行对比试验。试验结果表明,B-Mask R-CNN检测模型平均检测精度达到98.7%,与Mask R-CNN、Faster R-CNN、U-Net以及K-means模型相比检测精度更高,对复杂背景下的树形识别具有更好的鲁棒性,能够为后续精准喷施中喷施模式和控制参数的分析及应用奠定基础。