[发明专利]基于高光谱图像的过熟蓝靛果果实识别方法

权利要求书

1.一种基于高光谱图像的过熟蓝靛果果实识别方法，其特征在于，包括步骤：

S1：将待识别的蓝靛果果实置入高光谱成像装置，采集高光谱图像；

S2：分别对高光谱图像中的果实像素和背景像素进行采样，分析其光谱特征，提出去除图像背景的函数模型；

S3：根据S2中建立的函数模型去除图像背景；

S4：采用中值滤波、形态学滤波、空间处理和阈值判断的方法去除噪声，从而确定果实的位置；

S5：分别对过熟果像素和适熟果像素进行采样，利用逐步向前变量选择的方法对光谱信息进行分析，从而优选出最具有判别性的波段，再采用线性判别分析法建立判别过熟果像素与适熟果像素的函数模型；

S6：根据S5建立的判别模型对每一个果实的每一个像素进行计算和判别分类，并分别标记为过熟果像素或适熟果像素；

S7：采用多数原则对每一个果实进行分类，当判别为过熟的像素数超过一个果实50％的像素数时，则该果实判为过熟果，否则为适熟果。

2.如权利要求1所述的一种基于高光谱图像的过熟蓝靛果果实识别方法，其特征在于：

设高光谱图像包含p个连续的波段，任一像素在任意波段q的亮度值I_q；

其中，所述步骤S2的去除图像背景的函数模型的获取方法为：

分别对高光谱图像中的果实像素和背景像素进行采样，对各个波段的取各自在果实像素和背景像素的平均亮度值，得到果实像素和背景像素的光谱特性曲线，分别寻找这两条曲线的亮度最大值所在波段，设果实像素的光谱特性曲线的最大亮度值所在波段为m，背景像素的光谱特性曲线的最大亮度值所在波段为n，由此提出去除图像背景的模型为：

V_B＝I_m/I_n

通过试验研究确定一个阈值V，当V_B＞V时，该像素属于果实像素，否则，该像素属于背景像素，从而获得初步去除背景的二值图像。

3.如权利要求1所述的一种基于高光谱图像的过熟蓝靛果果实识别方法，其特征在于，其中所述步骤S4中的阈值判断为：

根据具体成像装置的分辨率以及与果实的距离，进行试验分析，确定一个阈值A，当图像中某区域的像素数大于A，则将其判定为果实区域，否则，判定为噪声并处理。

4.如权利要求1所述的一种基于高光谱图像的过熟蓝靛果果实识别方法，其特征在于，其中所述步骤S5中建立判别过熟果像素与适熟果像素的函数模型的方法为：

S51：分别对过熟果像素和适熟果像素进行采样；

S52：利用逐步向前变量选择的方法对所有p个波段的光谱信息进行分析，从而优选出最具有判别性的k个波段x₁、x₂、...、x_k；

S53：利用上述k个波段的光谱信息，采用线性判别分析法建立判别过熟果像素与适熟果像素的判别函数模型：y＝b₀+b₁I_x1-b₂I_x2+...+b_kI_xk，y是判别值，b₀是常数项，b_j为第j(j＝1、2、...、k)个波段的判别系数。