[发明专利]一种基于OCT图像的香梨瘀伤鉴别方法

说明书

本发明公开了一种基于OCT图像的香梨瘀伤鉴别方法。采集香梨果实的OCT图像后，使用自动阈值法分离OCT图像中的果实目标和背景，对梨的表皮外轮廓作曲线拟合，对果实目标进行平移变换，获得表皮内轮廓，对果肉区域图像进行平滑处理，将图像沿水平方向等分成若干个区块，根据作为表皮内轮廓求解每个区块的干涉强度下降速率，求解检测区域所有区块的干涉强度下降速率的均值，通过预设阈值判断瘀伤的结果。本发明方法实现了香梨果肉的早期瘀伤的检测，并完成瘀伤组织的自动判别，对不同形态的瘀伤组织具有较强的适应性，提高了检测效率，配合成像等外观检测方法，为香梨内在品质在线检测奠定技术基础。

技术领域

本发明属于水果内部品质自动化检测领域，涉及OCT图像处理方法，尤其是涉及了一种基于OCT图像的香梨瘀伤鉴别方法。

背景技术

香梨是我国的产量较大的水果之一，其内部品质的快速检测方法是香梨产业发展面临的主要技术问题。香梨在存储、运输过程中，极易收到机械损伤，造成后期的局部腐烂。香梨的瘀伤可能出现在采摘、存储、运输、包装等各个环节，早期不易被察觉。瘀伤后的梨保存时间大大缩短，由于细胞结构的破损，组织逐步褐变，严重制约了梨的货架期及后期销售。

在无损检测梨内部品种上，一般使用高光谱成像，需要大型设备，耗费工时，且对检测人员有一定技术要求，且高光谱图像很难真正反映其内部情况，光谱特征具有一定的随机性。光学相干层析成像(OCT)通过测量物质的光学反射散射特性展现内部其结构形态和分布，目前OCT图像已经用于人体多个组织的识别、定量测量、定性鉴定，报道表明图像可以清楚展现生物组织的层次结构。目前OCT图像法在农业、养殖领域主要应用有：观察苹果的表皮结构、区别海水有核珍珠与淡水无核珍珠、观察种子的内部细胞结构、观察植物叶片的生长缺陷等。该方法用于香梨种植业，具有较广阔的应用前景。

由于在产业应用中，香梨的产量较大，每个货物批次具有较多的箱数，故香梨OCT图像的量非常大，采用人工判别，效率十分低下，因此需对图像进行自动分析。在香梨OCT图像应用过程中，自动检测的算法报道较少，各项研究尚处于起步阶段，现有技术缺少能进行香梨早期瘀伤鉴别的方法。

发明内容

针对于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于OCT图像的香梨瘀伤鉴别方法，能够使用OCT图像识别香梨的瘀伤缺陷，并完成瘀伤区域组织的自动标识和判别，提高了检测效率，配合成像等外观检测方法，为香梨在线检测奠定技术基础。

本发明采用的技术方案是包括以下步骤：

1)采集香梨果实的OCT图像；

2)使用自动阈值法分离OCT图像中的果实目标和背景；

3)对梨的表皮外轮廓作曲线拟合，根据表皮外轮廓对果实目标进行平移变换；

4)绘制关系曲线，获得果实目标中表皮和果肉的分界线，作为表皮内轮廓；

5)对图像中表皮内轮廓以下的部分进行平滑处理；

6)将平滑处理后的果实目标图像沿水平方向等分成若干个区块；

7)根据作为表皮内轮廓求解每个区块的干涉强度下降速率；

8)对于OCT图像中的任一检测区域，求解该检测区域所有区块的干涉强度下降速率的均值，通过预设阈值判断瘀伤的结果。

所述步骤2)具体为：

2.1)处理获得OCT图像的灰度直方图；

2.2)使用拟牛顿法求解如下公式的优化问题，得到果实目标和背景分离阈值k的最优值；