【摘 要】
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三七作为云南最大的生物资源之一,其清洗质量是三七产品后续医药深加工的基本前提和保障。根据三七生产企业实地调研得知,目前三七清洗工艺主要依靠人工目视和经验判断其清洗质量。但由于产地红土质地粘重,三七形状与表面纹理复杂,仅凭人工目视进行宏观检测难以有效保证三七清洗工艺质量。针对上述三七清洗质量宏观检测的局限性,本论文提出通过微观视觉方法对三七表面清洗质量进行精细检测,围绕微观视觉检测中的图像分割关键技
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三七作为云南最大的生物资源之一,其清洗质量是三七产品后续医药深加工的基本前提和保障。根据三七生产企业实地调研得知,目前三七清洗工艺主要依靠人工目视和经验判断其清洗质量。但由于产地红土质地粘重,三七形状与表面纹理复杂,仅凭人工目视进行宏观检测难以有效保证三七清洗工艺质量。针对上述三七清洗质量宏观检测的局限性,本论文提出通过微观视觉方法对三七表面清洗质量进行精细检测,围绕微观视觉检测中的图像分割关键技术开展研究,以完善现有的人工目视检测工艺,保障和提高三七产品深加工质量。本文主要工作如下:1.制定一种三七清洗在线抽样微观检测图像采集方案,在IMAGINGSOURCE DFK41BU02工业显微镜系统下采集三七表面微观图像,建立图像数据集,共计150帧图像,并完成像素级人工标注。2.基于matconvnet深度学习框架搭建了用于图像目标区域分割的全卷积神经网络,利用图像增强技术,增强图像的边缘信息,令目标区域具有更好的可分性。初步实现了三七表面泥土残留目标区域的分割任务。3.针对三七表面纹理特征复杂,颜色特征明显的特点,采用基于FCN8s网络模型结构进行多色彩特征融合的分割算法。使用输入图像转换色彩空间的方法,对输出图像的色彩特征融合,实现对于三七表面泥土残留目标区域的分割任务并提高了精度。4.针对三七表面微观图像训练样本量过少的特点,自主搭建卷积神经网络的消融模型,实验基于独立色彩空间的消融实验,建立适用于不同色彩空间的三七表面清洗质量微观视觉检测模型。5.实现基于自建最佳独立色彩空间消融模型的分割算法,对三七表面微观图像数据集当中40帧测试图像进行预测。实验结果表明,本文采用的独立色彩空间最佳消融模型取得了较为良好的实验结果,平均像素精度达到82.27%。本文拟定了一种三七清洗装置作为图像采集方案,建立了三七表面微观视觉图像数据集,成功实现了基于全卷积神经网络和多色彩空间融合的三七表面泥土残留泥土区域分割。为将视觉检测算法推广应用至三七清洗工艺生产线从而保障三七产品深加工质量提供了方法依据。
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