本申請(qǐng)涉及機(jī)器視覺(jué)，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
1、相關(guān)技術(shù)中，蘋果的酸甜度是影響蘋果風(fēng)味的關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)。目前，蘋果的酸甜度檢測(cè)主要依賴于實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)分析方法，例如高效液相色譜法、酸堿滴定法等，這些方法雖能提供較為精確的檢測(cè)結(jié)果，但往往需要破壞果實(shí)，耗時(shí)且成本較高，并且無(wú)法適用于大規(guī)模生產(chǎn)中的快速檢測(cè)。
2、綜上，相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題有待得到改善。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施例的主要目的在于提出一種基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)方法和裝置，能夠無(wú)需破壞蘋果即能完成蘋果酸甜度檢測(cè)，并可以適用于大規(guī)模生產(chǎn)中的快速檢測(cè)過(guò)程。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例的一方面提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：
3、獲取待檢測(cè)蘋果外觀圖像，所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像包括位于待檢測(cè)蘋果的不同角度拍攝得到的圖像；
4、對(duì)所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到第一蘋果外觀圖像；
5、分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，所述蘋果外觀特征信息包括顏色信息、紋理信息、果實(shí)體積重量比或果實(shí)硬度信息；
6、將所述蘋果外觀特征信息輸入目標(biāo)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行酸甜度預(yù)測(cè)，得到所述待檢測(cè)蘋果的目標(biāo)酸甜度。
7、在一些實(shí)施例中，所述對(duì)所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到第一蘋果外觀圖像，包括：
8、對(duì)所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行去噪處理，得到第二蘋果外觀圖像；
9、對(duì)所述第二蘋果外觀圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到第三蘋果外觀圖像；
10、對(duì)所述第三蘋果外觀圖像進(jìn)行圖像分割，得到所述第一蘋果外觀圖像。
11、在一些實(shí)施例中，所述對(duì)所述第二蘋果外觀圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到第三蘋果外觀圖像，包括：
12、對(duì)所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行灰度化處理，得到灰度圖像；
13、對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行蘋果邊緣檢測(cè)，得到所述第三蘋果外觀圖像。
14、在一些實(shí)施例中，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
15、統(tǒng)計(jì)所述第一蘋果外觀圖像中位于不同顏色通道內(nèi)的像素?cái)?shù)量；
16、根據(jù)所述像素?cái)?shù)量生成所述第一蘋果外觀圖像對(duì)應(yīng)的直方圖；
17、根據(jù)所述直方圖生成所述蘋果外觀特征信息中的顏色信息。
18、在一些實(shí)施例中，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
19、計(jì)算所述第一蘋果外觀圖像中不同窗口的平均灰度值；
20、計(jì)算不重疊窗口之間的所述平均灰度值的差值；
21、根據(jù)所述差值從不同窗口中確定目標(biāo)窗口；
22、計(jì)算所有目標(biāo)窗口對(duì)應(yīng)所述平均灰度值的平均值作為所述蘋果外觀特征信息中的果皮粗糙度；
23、計(jì)算所述第一蘋果外觀圖像的灰度共生矩陣；
24、計(jì)算所述灰度共生矩陣對(duì)應(yīng)的方差；
25、根據(jù)所述方差確定所述蘋果外觀特征信息中的紋理對(duì)比度；
26、獲取所述灰度共生矩陣對(duì)應(yīng)梯度向量的模和方向直方圖；
27、根據(jù)所述梯度向量的模和方向直方圖確定所述蘋果外觀特征信息中的紋理方向度。
28、在一些實(shí)施例中，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
29、從所述第一蘋果外觀圖像中選取預(yù)設(shè)區(qū)域作為感興趣區(qū)域圖像；
30、獲取所述感興趣區(qū)域圖像在預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜值；
31、根據(jù)所述光譜值和預(yù)設(shè)硬度預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)所述蘋果外觀特征信息中的果實(shí)硬度信息。
32、在一些實(shí)施例中，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
33、對(duì)所述第一蘋果外觀圖像進(jìn)行處理，得到標(biāo)準(zhǔn)輪廓圖像；
34、根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)輪廓圖像獲取蘋果切片輪廓圖像；
35、擬合所述蘋果切片輪廓圖像，得到b樣條曲線；
36、根據(jù)所述b樣條曲線計(jì)算得到蘋果體積；
37、將所述第一蘋果外觀圖像輸入重量預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)得到蘋果重量；
38、根據(jù)所述蘋果體積和所述蘋果重量計(jì)算得到所述蘋果外觀特征信息中的果實(shí)體積重量比。
39、在一些實(shí)施例中，所述將所述蘋果外觀特征信息輸入目標(biāo)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行酸甜度預(yù)測(cè)，得到所述待檢測(cè)蘋果的目標(biāo)酸甜度，包括：
40、通過(guò)訓(xùn)練集分別對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中的支持向量回歸模型、隨機(jī)森林回歸模型和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練；
41、將所述蘋果外觀特征信息輸入訓(xùn)練好的支持向量回歸模型中，預(yù)測(cè)得到所述待檢測(cè)蘋果的第一酸甜度；
42、將所述蘋果外觀特征信息輸入訓(xùn)練好的隨機(jī)森林回歸模型中，預(yù)測(cè)得到所述待檢測(cè)蘋果的第二酸甜度；
43、將所述蘋果外觀特征信息輸入訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，預(yù)測(cè)得到所述待檢測(cè)蘋果的第三酸甜度；
44、根據(jù)所述第一酸甜度、所述第二酸甜度和所述第三酸甜度計(jì)算得到所述目標(biāo)酸甜度。
45、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)裝置，所述裝置包括：
46、獲取模塊，用于獲取待檢測(cè)蘋果外觀圖像，所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像包括位于待檢測(cè)蘋果的不同角度拍攝得到的圖像；
47、預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到第一蘋果外觀圖像；
48、分析模塊，用于分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，所述蘋果外觀特征信息包括顏色信息、紋理信息、果實(shí)體積重量比或果實(shí)硬度信息；
49、預(yù)測(cè)模塊，用于將所述蘋果外觀特征信息輸入目標(biāo)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行酸甜度預(yù)測(cè)，得到所述待檢測(cè)蘋果的目標(biāo)酸甜度。
50、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面提出了一種計(jì)算機(jī)裝置，所述計(jì)算機(jī)裝置包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的方法。
51、本申請(qǐng)實(shí)施例至少包括以下有益效果：本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)方法和裝置,該方案通過(guò)獲取包括位于待檢測(cè)蘋果的不同角度拍攝得到的圖像作為待檢測(cè)蘋果外觀圖像后，再對(duì)待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理得到第一蘋果外觀圖像，然后分析第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息后，將蘋果外觀特征信息輸入目標(biāo)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行酸甜度預(yù)測(cè)得到待檢測(cè)蘋果的目標(biāo)酸甜度，從而無(wú)需破壞蘋果即能完成蘋果酸甜度檢測(cè)，并可以適用于大規(guī)模生產(chǎn)中的快速檢測(cè)過(guò)程。
1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述待檢測(cè)蘋果外觀圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到第一蘋果外觀圖像，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述第二蘋果外觀圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到第三蘋果外觀圖像，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述第一蘋果外觀圖像中的蘋果外觀特征信息，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述蘋果外觀特征信息輸入目標(biāo)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行酸甜度預(yù)測(cè)，得到所述待檢測(cè)蘋果的目標(biāo)酸甜度，包括：
9.一種基于機(jī)器視覺(jué)的蘋果酸甜度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：
10.一種計(jì)算機(jī)裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)裝置包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的方法。