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苹果果形是评价苹果品质的一个重要指标。为提高果形判别的准确度和效率,本研究首次采用主动形状模型(Active Shape Model,简称ASM)的方法进行苹果形态分级。根据试验确定苹果的最佳轮廓特征点数为36,并对不同形状的苹果进行计算机自动标定、校准,运用主成分分析法获取不同形状的苹果模型,然后将模型与实际苹果进行灰度匹配,提取像素数目比等特征参数,实现苹果分级。试验中将苹果分成9个等级,分别为一级果,二级果L,二级果R,二级果U,二级果D,三级果L,三级果R,三级果U,三级果D(L、R、U、D分别为英文单词Left、Right、Up、Down的首字母,代表左、右、上、下)。神经网络方法采用基于傅立叶描述子的BP神经网络,取前9次谐波的辐值作为形状特征参数,输入BP网络进行训练。应用结果表明:与传统的BP神经网络方法相比,基于ASM方法的苹果果形分级效果较好,判别准确率高达95%,且直观性强、鲁棒性好,具有较好的灵活性。
为提高ASM方法的通用性,本文采用了一种多分辨率主动形状模型(Multi-Resolution ASM简称MR-ASM)的改进方法,此方法消除了图像的噪声影响,大大提高了ASM的抗干扰性,因而为农产品无损检测和分类提供了一种新的方法。