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【6h】

基于颜色特征的草莓成熟度识别技术研究

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摘要

1 绪论

1.1 研究背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容

1.4 论文组织结构

2 图像预处理与颜色空间模型

2.1 实验环境

2.2 去除噪声

2.2.1 中值滤波

2.2.2 均值滤波

2.2.3 高斯滤波

2.3 颜色空间模型介绍

2.3.1 RGB颜色空间模型

2.3.2 HIS颜色空间模型

2.3.3 CMYK颜色空间模型

2.3.4 XYZ颜色空间模型

2.3.5 YUV颜色空间模型

2.3.6 Lab色彩空间模型

2.3.7 颜色空间模型选择

2.4 本章小结

3 图像分割与孔洞填充

3.1 图像分割方法

3.1.1 基于阈值的分割

3.1.2 基于区域的分割

3.1.3 基于边缘的分割方法

3.1.4 基于纹理特征的分割

3.1.5 基于ISODATA的分割算法

3.2 孔洞填充

3.2.1 数学形态学法

3.2.2 种子填充算法

3.2.3 扫描线填充算法

3.2.4 基于随机投针的孔洞填充算法

3.3 本章小结

4 草莓图像的特征提取

4.1 形状特征提取

4.1.1 特征参数的计算

4.1.2 特征参数提取

4.2 颜色特征提取

4.2.1 颜色特征的描述方法介绍

4.2.2 RGB空间模型下的颜色直方图分析

4.2.3 HIS颜色空间模型下的色度直方图分析

4.2.4 着色面积计算与分析

4.3 本章小结

5 BP神经网络和草莓成熟度等级划分

5.1 BP神经网络模型介绍

5.2 BP神经网络算法实现

5.3 基于颜色特征的草莓成熟度识别

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢

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摘要

由于草莓果实鲜嫩、易受腐蚀不易储存的特点,一般情况下作长距离运输或贮藏的草莓,应该在其即将成熟却尚未成熟时采摘,而就地销售或无需储存的草莓可以在其完全成熟后采摘。由此可见,草莓成熟度的识别对于市场需求至关重要,而颜色变化是草莓成熟度判别的关键因素。由于草莓品种多样性,本文以“丰香”草莓为研究对象,根据草莓成熟过程中颜色变化,对革莓成熟度进行研究,为按照市场实际需求进行分期采摘提供理论依据,减少草莓腐蚀的损失。
  本课题基于颜色特征对草莓成熟度进行判别。研究内容包括对图像进行预处理、草莓果实的分割和果实红色部分的分割、分割后图像的孔洞填充、提取草莓图像H分量颜色值并计算H分量均值和方差、计算草莓果实红色着色面积比以及建立BP神经网络并训练样本,最终判断草莓成熟度。
  实际拍摄的草莓图像中含有研究目标草莓果实和绿色的叶子、黑色的地膜等背景以及一些噪声,所以本文首先采用中值滤波和高斯滤波方法综合去除图像噪声,然后根据草莓独特的纹理特征,结合边缘检测算法,将草莓果实从复杂的背景中分割出来。再采用ISODATA算法将草莓果实红色部分分割出来。将分割出来的红色果实进行孔洞填充处理后,计算草莓果实的红色着色面积比和HIS色度空间中H分量的均值和方差,以红色着色面积比、H分量值的均值和方差作为网络输入,建立BP神经网络。最后利用BP神经网络判断草莓成熟度等级。
  本文设草莓成熟度分三个等级:“不成熟”、“成熟”和“充分成熟”。根据判断得到的草莓成熟等级对其进行分期采摘,即作长距离运输或贮存的草莓在其成熟等级为“成熟”时采摘;而就地销售的草莓可在成熟等级为“充分成熟”时采摘。采用本文提出的方法对草莓成熟度等级进行划分,其结果与经验丰富的果农判断结果对比,识别正确率可以达到90%以上。

著录项

  • 作者

    赵玲;

  • 作者单位

    河北农业大学;

  • 授予单位 河北农业大学;
  • 学科 计算机应用技术
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 周桂红;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 草莓;
  • 关键词

    草莓; 成熟度; 图像识别; 颜色特征;

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