[发明专利]一种基于果纹图谱信息的编码和识别方法及装置

权利要求书

1.一种基于果纹图谱信息的编码和识别方法，其特征在于，该方法包括步骤：

A、夹持水果并进行转动，对每个待编码水果的果蒂部分和果脐部分分别摄取一幅图像；

B、分别对果蒂部分图像和果脐部分图像进行灰度化，并对图像进行归一化处理，转换为果蒂部分矩形图像和果脐部分矩形图像；

C、分别提取果蒂部分矩形图像和果脐部分矩形图像特征，进行图像特征编码，获得果蒂部分特征编码表和果脐部分特征编码表，对于果蒂部分特征编码表和果脐部分特征编码表进行并操作，获得合并后的双向特征编码表；存储双向特征编码表、果蒂部分特征编码表和果脐部分特征编码表；

D、对待识别的水果进行图像特征编码，将获得的特征编码表与存储的特征编码表进行匹配，用于果纹图谱特征信息的识别。

2.根据权利要求1中所述的基于果纹图谱信息的编码和识别方法，其特征在于，所述对图像进行归一化处理，转换为果蒂部分矩形图像和果脐部分矩形图像的步骤包括：

B1、在果蒂部分图像和果脐部分图像中，根据果蒂和果脐的灰度与外围表皮的灰度存在的差异，对果蒂和果脐核心的外边缘进行定位，并提取果蒂和果脐的中心位置；

B2、分别以提取的果蒂和果脐的中心位置为圆心，以中心到边缘的预定距离R1和R2为半径绘制同心圆，提取两个同心圆之间的圆环为待处理区域；

B3、对待处理区域进行归一化处理为：

I(x(r,θ),y(r,θ))→I(r,θ)，

其中，

其中，I(x,y)表示圆环图像；(r,θ)表示归一化后的极坐标，r∈[0,1],θ∈[0°,360°]，当r＝0时，表示I(x(r,θ),y(r,θ))为圆环图像内边缘的像素点；当r＝1时，表示I(x(r,θ),y(r,θ))为圆环图像外边缘的像素点；对于待处理区域中的每一个点(x_i,y_i)，分别考虑与中心点(x₀,y₀)的关系，确定其(r,θ)，并以r和θ为直角坐标，将圆环图像变换为直角坐标下的矩形图像I(r,θ)。

3.根据权利要求2中所述的基于果纹图谱信息的编码和识别方法，其特征在于，对于转换后的果蒂部分矩形图像和果脐部分矩形图像，分别进一步采取直方图均衡化来增强图像，用于获得更清晰的纹理；所述采取直方图均衡化为：

其中N是所述待增强图像像素的总数，N(r_k)为图像出现灰度级为r_k的像素数，k为灰度级数，T(r_k)为对于灰度级r_k的转换函数，S(r_k)为转换后的灰度级。

4.根据权利要求1中所述的基于果纹图谱信息的编码和识别方法，其特征在于，所述分别提取果蒂部分矩形图像和果脐部分矩形图像特征，进行图像特征编码，获得果蒂部分特征编码表和果脐部分特征编码表的步骤包括：

C1、首先用哈尔小波变换提取各通道的能量均值μ及方差σ，使用K均值聚类方法进行聚类，得到小样本集的圆环图像；

C2、使用二维Gabor滤波提取圆环图像的纹理信息，得到相应的纹理特征参数；其中所述二维Gabor滤波的表达式为：

其中，x₁＝x cosθ+y sinθ,y₁＝-x sinθ+y cosθ；波长λ以像素为单位指定，θ为方向；

C3、得到纹理特征参数后，判断其系数的实部和虚部的正负进行量化编码，具体为：

其中，h_Re,h_Im分别表示为滤波后特征参数的实部和虚部，fft表示傅里叶变换，ifft表示为傅里叶反变换，G(f)表示滤波器，与所述G(x,y)对应；I(r)表示归一化后的图像。