[发明专利]一种基于图像识别的水果缺陷检测方法以及检测系统

权利要求书

1.一种基于图像识别的水果缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：打开PC视觉处理端的操作界面向单片机控制端发送有效信号；

S2：所述单片机控制端接收有效信号后，打开光照传感器获取环境光照强度，再与预先设定的白光光照强度阈值进行对比；LED电源电路通过LED驱动电路驱动白色LED灯串，并且所述单片机控制端利用场效应开关电路控制所述白色LED灯串两端的电压，为所述PC视觉处理端在夜间提供预设亮度的白光照明环境，然后所述单片机控制端通过无线通信模块发送白灯开启完毕信号至所述PC视觉处理端；

S3：所述PC视觉处理端接收白灯开启完毕信号后，驱动系统摄像头获取白光下的水果图片，在确定果实位置后，所述PC视觉处理端通过所述无线通信模块发送切换紫外灯信号给所述单片机控制端；

S4：所述单片机控制端接收切换紫外光信号后，所述LED电源电路通过所述LED驱动电路驱动紫色荧光LED灯串，所述单片机控制端关闭所述白色LED灯串，并将所述光照传感器获取到的数值和设定所需的紫色荧光光强阈值进行比较，所述单片机控制端通过调整紫色荧光LED灯串的亮度，为所述PC视觉处理端在夜间提供紫色荧光环境，然后所述单片机控制端通过所述无线通信模块发送光源切换成功信号给所述PC视觉处理端；

S5：所述PC视觉处理端接收到光源切换成功信号后，在位置不变的前提下驱动所述系统摄像头获取紫光下的水果图片，基于白光下的图片确定水果位置，再通过自动识别和检测缺陷方法检测出水果的缺陷，标记缺陷后，所述PC视觉处理端通过所述无线通信模块向所述单片机控制端发送检测完成信号；

S6：完成一次缺陷识别检测后，所述单片机控制端通过所述无线通信模块接收检测完成信号后切换为初始状态，所述PC视觉处理端进行下一轮的水果缺陷识别，所述单片机控制端接收信号循环步骤S1至S6；

所述S5中的所述自动识别和检测缺陷方法包括以下步骤：

S51：调用所述系统摄像头获取白光下水果的RGB三通道图像：

S52：对所述RGB三通道图像进行颜色空间转换，转换为YIQ模型；

S53：提取所述步骤S52的所述RGB三通道图像的YIQ模型I颜色分量；

S54：对所述步骤S53获取的所述YIQ模型图像I颜色分量进行自动阈值分割，得到去除背景的水果图像；

S55：在灯光系统位置不改变的前提下，调用所述系统摄像头获取紫外光下水果的RGB三通道图；

S56：利用白光下获取的去除背景的水果图像的二值图对紫外光下的水果图像去除背景；

S57：然后对所述步骤S56中获取的去除背景后的图像进行K均值聚类，分为4类并把聚类中心坐标的最大差值标记为第一类图像；

S58：对所述第一类图像进行颜色空间转换，转换为Lab颜色模型并提取a分量；

S59：以0.47为阈值对所述步骤S58中获取的图像进行二值化处理，从而获取缺陷部分，最终根据缺陷识别结果，使用矩形框标记出原图像中水果缺陷部分。

2.如权利要求1所述的水果缺陷检测方法，其特征在于，所述LED电源电路通过保险丝限定电源输入的电流大小，所述LED电源电路设有可调电阻调整输出的电压。

3.如权利要求1所述的水果缺陷检测方法，其特征在于，所述LED电源电路为所述LED驱动电路输入电压，所述LED电源电路使用恒压电路。

4.如权利要求1所述的水果缺陷检测方法，其特征在于，所述白色LED灯串和所述紫色荧光LED灯串为若干个LED灯安装于具有30°环形弧面结构的灯串安装座顶面，所述光照传感器通过安装架安装于所述灯串安装座前端，所述系统摄像头安装于所述灯串安装座顶面中部。

5.一种使用如权利要求1所述基于图像识别的水果缺陷检测方法的检测系统，其特征在于，所述单片机控制端通过所述无线通信模块与所述PC视觉处理端相连，所述单片机控制端还与所述LED驱动电路和LCD显示模块相连，所述电源通过所述LED电源电路与所述LED驱动电路相连，所述电源通过控制电路电源与所述单片机控制端相连，所述LED驱动电路与所述白色LED灯串以及所述紫色荧光LED灯串相连，所述单片机控制端与所述光照传感器相连，所述PC视觉处理端与所述系统摄像头相连。