[发明专利]整株苹果树生熟程度识别平台

摘要

本发明涉及一种整株苹果树生熟程度识别平台，包括高清摄像头、去雾霾处理器、图像处理器和64位的三星Exynos 7处理器，所述高清摄像头对一株苹果树进行图像采集，以获得苹果树图像，所述去雾霾处理器用于去除所述苹果树图像中的雾霾成分，以获得清晰化图像，所述图像处理器对所述清晰化图像进行图像处理，以获得所述苹果树的生熟程度数据，所述Exynos 7处理器与所述图像处理器连接，用于基于所述生熟程度数据识别出所述苹果树的整株苹果生熟程度等级。通过本发明，即使在雾霾严重的天气下，也能够实现对整株苹果成熟度的自动、准确判断。

主权项

一种整株苹果树生熟程度识别平台，所述识别平台包括高清摄像头、去雾霾处理器、图像处理器和64位的三星Exynos 7处理器，所述高清摄像头对一株苹果树进行图像采集，以获得苹果树图像，所述去雾霾处理器用于去除所述苹果树图像中的雾霾成分，以获得清晰化图像，所述图像处理器对所述清晰化图像进行图像处理，以获得所述苹果树的生熟程度数据，所述Exynos 7处理器与所述图像处理器连接，用于基于所述生熟程度数据识别出所述苹果树的整株生熟程度等级；其特征在于，所述识别平台还包括：供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；静态存储器，用于预先存储成熟度阈值、判定数量阈值、苹果上限灰度阈值和苹果下限灰度阈值，所述苹果上限灰度阈值和所述苹果下限灰度阈值用于将图像中的每颗苹果和背景分离，所述静态存储器还预先存储了生熟程度等级对照表，所述生熟程度等级对照表以生熟程度等级为索引，保存了各个生熟程度等级对应的生熟程度数值范围；高清摄像头包括CMOS视觉传感器和辅助光源，所述CMOS视觉传感器用于对所述苹果树进行图像采集，以获得苹果树图像，所述苹果树图像的分辨率为3840×2160，所述辅助光源为所述CMOS视觉传感器的图像采集提供照明辅助光，所述照明辅助光的强度与所述辅助光源周围环境的光线亮度成反比；所述去雾霾处理器包括：雾霾浓度检测子器件，位于空气中，用于实时检测识别平台所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在0到1之间；整体大气光值获取子器件，与所述高清摄像头连接以获得所述苹果树图像，计算所述苹果树图像中每一像素的灰度值，将灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子器件，与所述高清摄像头和所述雾霾浓度检测子器件分别连接，对所述苹果树图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和0中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子器件，与所述整体大气光值获取子器件和所述大气散射光值获取子器件分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将1减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述高清摄像头、所述整体大气光值获取子器件和所述介质传输率获取子器件分别连接，将1减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述苹果树图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述苹果树图像中每一个像素的像素值包括所述苹果树图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成所述清晰化图像；所述图像处理器与所述去雾霾处理器和所述静态存储器分别连接，所述图像处理器包括图像预处理子器件和生熟程度检测子器件，所述图像预处理子器件与所述去雾霾处理器连接，对所述清晰化图像依次进行对比度增强、小波滤波和灰度化处理，以获得灰度化图像，所述生熟程度检测子器件与所述图像预处理子器件和所述静态存储器分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述苹果上限灰度阈值和所述苹果下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个苹果图案，针对每一个苹果图案，统计像素灰度值小于等于所述成熟度阈值的像素数量，当统计的像素数量大于等于所述判定数量阈值时，确定所述苹果图案对应的苹果为成熟，当所述像素数量小于所述判定数量阈值时，确定所述苹果图案对应的苹果为未成熟，基于多个苹果图案的苹果的成熟确定结果统计并输出整株苹果的生熟程度数据；所述Exynos 7处理器与所述图像处理器和所述静态存储器分别连接，基于所述整株苹果的生熟程度数据和所述生熟程度等级对照表，确定所述整株苹果的生熟程度数据所对应的生熟程度等级以作为整株生熟程度等级并输出；其中，所述图像预处理子器件和所述生熟程度检测子器件分别采用FPGA芯片实现，所述分别采用的FPGA芯片均为XILINX公司的XC3S1000FT256。