基于彩色图像分割的玉米联合收获机剥皮装置剥净率的研究

发布时间：2020-04-20 19:49

【摘要】：剥净率是体现玉米联合收获机剥皮装置工作性能的重要参数指标之一，能够直观、有效地反映剥皮装置的工作状况，因此快速准确地检测出玉米联合收获机剥皮装置的剥净率具有重要的作用。随着信息技术的飞速进步，图像处理技术越来越多地应用到农业当中。采用灰度图像处理时，原图像有效信息会过多流失；随着计算机信息处理能力和图像采集设备精度的快速提高，彩色图像处理技术以其更多更久地保留了原图像的有效信息，得到了前所未有的诸多关注。因此，将彩色图像处理技术应用到玉米联合收割机剥皮装置剥净率的研究，成为了一种新的研究剥净率的途径。 本文研究了基于彩色图像分割的玉米联合收获机剥皮装置的剥净率。首先，构建图像采集的硬件装置，手动工业镜头连接在数字工业相机上，数字相机采集传输卡插在PC机主板插槽内，再通过网线将数字工业相机与PC机相连。构建好硬件采集装置之后，运行图像采集软件，调节相机镜头的聚焦环和光圈，将拍摄的经过剥皮后的玉米果穗和残留苞叶的照片，以JEPG的格式存入PC机中。 对拍摄所得的图像进行预处理操作。通过使用彩色图像直方图均衡化的方法进行图像增强处理。在RGB颜色空间内，将原图像变换成R、G、B三个分量，分别对三分量进行直方图均衡化，利用直方图均值化后的三分量重新构造RGB图像，得到增强后的彩色图像。利用矢量中值滤波法对原图像去噪。 利用改进的k均值聚类分割法对预处理后的图像进行彩色图像分割。对图像进行HSV模型变换，求出H分量的直方图，根据其直方图波峰的数量估计聚类数目。再对图像进行L*a*b*模型变换，根据估计的聚类数目，自动获得聚类中心，对图像进行聚类分割，分别得到玉米果穗和残留玉米苞叶的彩色分割图像。 分别对分割后的玉米果穗彩色图像和残留玉米苞叶彩色图像进行灰度化处理，之后再分别进行二值化处理。对得到的二值化图像分别进行图像的区域连通和标记，去除非目标对象，，统计剥净的玉米果穗数和经过剥皮的玉米果穗数，计算二者的比值即为传统的玉米剥净率。同时，计算出残留苞叶所占的像素数与玉米果穗所占的像素数，计算玉米果穗所占的像素数与上述二者所占像素总数的比值，进一步说明玉米的剥净程度。设计了一套剥净率的计算系统界面，该界面能够较为直观、准确地显示各主要图像处理和计算结果。 实验结果证明了本文提出的研究方法能够较为有效地得出玉米联合收获机剥皮装置的剥净率，但由于过分割的影响，剥净率计算结果出现偏差。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S225.51

【参考文献】

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本文编号：2634898