[发明专利]一种基于机器视觉的苹果表面无冗余信息图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息图像处理方法，尤其是涉及一种基于机器视觉的苹果表面无冗余信息图像处理方法

背景技术

我国是个水果生产大国，苹果在水果产量中占有很大的比例，实现苹果的自动分级对提高苹果的出口质量有着重要的意义。而随着自动化程度的不断提高，对苹果分级精度的要求势必越来越高。

在基于机器视觉的苹果品质检测方法中，为了获取苹果的表面图像，采用的方式有：

（1）将苹果放置在果杯上。在生产线上安装多个相机，并在生产线的两边安装反射镜，将苹果放置在果杯上，果杯随着生产线运动，机器视觉系统获取苹果多个表面图像（李庆中，汪懋华.基于机器视觉的苹果自动分级系统硬件开发.农业机械学报，2000，31（2）：56-59）。

（2）令苹果在生产线上滚动。苹果在生产线上翻转，利用单个或多个相机采集多个工位上的图像，如Yang Tao等人的美国专利“Methold and apparatus for sorting objects by color（通过颜色对物品进行分级的方法和装置）申请号：5339963”采用一个摄像头对输送链上的物品进行检测和分级。浙江大学的应义斌等人在专利水果品质实时检测和分级机器人系统（申请号：02136377.3）、利用移位寄存器控制的水果实时分级控制系统（申请号：02266031.3）水果分选机专利（申请号：201120140461.0）、基于机器视觉的水果分级机器（申请号：02295073.7）等中描述了采用单个摄像头获取多次采集水果表面图像的分级系统。赵杰文等设计的基于三个摄像系统在线水果品质检测分级的装置与方法（申请号：200410065216.2）。

（3）利用机械手或真空吸盘抓取水果。Blasco等人利用真空杯吸附水果后在摄像机前对水果进行旋转，在旋转的过程中对每个水果采集4幅图像，以便尽可能检测水果的整体表面（Blasco J,Aleixos N,MoltóE.Machine vision system for automatic quality grading of fruit[J].Biosystems Engineering,2003,85(4):415–423.）。日本的Kondon等人采用机械手抓取水果，对每个水果对象采集5幅图像用于后续的品质检测（Kondo,N.Automation on fruit and vegetable grading system and food traceability[J].Trends in Food Science&Technology,2010,21:145–152）。

由于对同一个水果多次采集图像，如何保证最终用于水果品质判断的图像中无冗余信息是保证水果品质分析精度的基础。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种苹果表面无冗余信息图像处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

以苹果的花萼-果梗轴线为轴，每旋转20°采集1幅苹果侧面图像，依次记为图像a1～a18。

对图像a1～a16作如下处理：

1)苹果图像特定区域设置

记相机采集到的图像大小为H×W，设置特定区域的方法为：以图像a1中心为区域中心，取宽度为H₀，长度为W的区域，取值为：H₀=400,W=1024。

2)特定区域内的图像特征点提取

以图像a1为例，提取特征点的步骤如下：

（1）建立在不同尺度σ空间内的图像，定义图像a1为S(x,y)，采用式（1）确定可变尺度的2维高斯函数G(x,y,σ)，采用式（2）确定不同尺度σ空间的图像为L(x,y,σ)。