基于MATLAB的苹果图像处理研究

第50卷第4期 2011年2月 湖北农业科学 HubeiAgriculturalSciences V01．50No．4 Feb．．20ll 基于MATLAB的苹果图像处理研究 艾剑锋．章海亮 (华东交通大学基础科学学院，南昌330013) 摘要：利用图像处理技术对水果进行分级具有无损水果、速度快等优点，在苹果分级中采用MATLAB7．0 开发环境下的分级系统对苹果图像信息进行处理。结果表明。该方法可达到实际应用的要求。 关键词：MATLAB7．O；苹果；图像处理 中图分类号：S126；TN911．73文献标识码：A 文章编号：0439—8114[2011)04_0840-03 ResearchofDisposeTechnologyBasedonMATLABtoGradApple AIJian-feng，ZHANGHai-妇ng (Schooloffoundation．EastChinaJiao-TongUniversity，Nanchang330013，China) Abstract：Theimageprocesstechnologyoffruitgradinghasmanyadvantagessuchasnodamagetofruits，fastetc．The印一 pieimageinformationWasprocessedbasedonMATLAB7．0developmentenvironmentinapplegradingsystem．Theresultsof experimentsindicatedthatthemethodcouldmeettheneedofpracticalapplication． Keywords：MATLAB7．0：apple；imageprocess 提高苹果产后处理水平是提高产值的主要方 法之一．进行自动分级可以大大提高苹果附加值． 利用图像处理技术代替人的视觉进行苹果分级是 当前苹果分级研究的一个重要方向。MATLAB具有 强大的图像处理功能．在图像处理领域得到了越来 越多的应用[1-3]。 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 提出了基于MATLAB7．0的苹 果分级研究方法．对采集到的苹果图像进行灰度化 处理、噪声滤波处理、二值化处理、边缘检测以及统 计苹果图像所占像素多少实现大小分级。 1 MATLAB图像处理技术概述 用MATLAB对图像进行处理是当前科技领域 的一个重要课题．它是用一组有序的灰度或彩色数 据元素构成图像．数组的每一个元素对应图像的一 个像素值。这样MATLAB就可以利用其强大的矩阵 计算功能实现对图像的数字处理。MATLAB的图像 处理功能主要集中在图像处理丁具箱(Imagepro． cessingtoolbox)中，图像处理工具箱是由一系列支 持图像处理操作的函数组成，可以进行诸如几何操 作、线性滤波和滤波器设计、图像变换、图像分析与 图像增强、二值图像操作以及形态学处理等图像处 理操作。开发的基于MATLAB的图像增强处理系统 利用了该工具箱中的这些复杂函数．进行算法融 合．能够满足防空武器系统环境下对图像增强处理 的特殊需要⋯。 2 MATLAB图像处理技术分析 2．1 图像灰度化处理 在MATLAB中．函数imread用来读取图像文 件。函数调用 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 为： I=imread(filename)表示读取图像文件信息。读 取到图像文件信息后．再利用rgb29ray函数将RGB 图像进行灰度化处理。函数调用格式如下： 12=rgb29ray(RGB)表示将真彩色图像RGB转 换成灰度图像12． 2．2图像噪声滤波处理 苹果RGB图像灰度化处理后。再去除噪声。采 用维纳滤波器去除高斯噪声．在MATLAB中维纳滤 波器用wiener2函数来实现，其调用格式如下：K1： wiener2(12，[Ill，n]，noise)通过邻域mxn估算平均值 收稿日期：2010-06--07 基金项目：江两省科技支撑 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目(2009BHC00300)；江西省青年科学基金项目(2009GQS0012)；江西省教育厅青年科学基金项目(GJJl0139) 作者简介：艾剑锋(197和)，男，南昌人，讲师，硕士，研究方向为软件 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 ，(电话)15870620525(电子信箱)ajnmq@163．com。 万方数据 Z自镕*grMATLAB∞#*H悔*理Ⅲ≈ 和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 偏差对闱像廊埘像索甲滑自适应滤波．m 种n的缺省值为3．n0-靶为加性噪一(高斯白噪 卢)埘丁盐椒噪声．采用，fl值滤波嚣击醣．巾值滤 波的基本原理是把数字阿像或数字序列巾一点的 fi|【用滚点的一个邻域十各点值的巾值代换、在 MATL^B刚像址珲二r娃箱巾⋯Ifill2两数实现中 值滤器其凋用格J￡如下B⋯dfilt2(12『mn])对 罔像12执行二维中值滤波．每个输}1{像素为mxn 邻域的巾值中值滤波m和n缺省为3的情况维 纳滤波m和n缺省为7的情况罔1为两种滤波方 式试验结果埘比， s自＆目*^∞J目№*月m■∞Ⅲ№∽《#∞·”m《#H”《镕陈 目1 月#∞&女《＆§镕g目№ 23图像二值化处理 为J7得到阿像上有献陷的信息把苹果的灰度 H像进一出进行一n‘i化世理使州MATLAB自带的 inO．bwm数．致甬数的功能是通Ⅱ进定亮旺闽值将 捩度转换成．fl_t【爿像函数耐朋格式如下Bw= ㈨21，w(II⋯1)曩爪将版度罔像1转换成二值阐像 (whlte和black)。此处世的闻值是IrvrI=04㈨嘲2 所，下 目2 MATLAB≈j镕g自目转m*=镕＆m目#=m目 24图像增强 mj=罔像在形比传辅或变换的过程一}】受诸 如光学系统失血、系统噪卢、相对运动．曝光不足或 过丛等凼索的影响1：】=址10娘始拉物之间或剧像与 原始罔像之州产七某种苊衅．tji起图像质垃的下 降．罔像增强是图像处理e{·的一娄基本技术．其目 的屉突出图像巾感兴趣的信息，去除或削弱小需要 的情息通过图像增强一方面可以改酱图像的税觉 效果，提高图像的清晰艘．另一方面町将图像转换 为一种更通合人娄或机器进行分绒处删的蟛式捌 像增强效果如图3所示，町i自■ n4∞ Ⅱ目n 目3目∞镕*镕％№# 25胡值分割 罔像固值分割是一种广泛使J目的阿墩分剂技 术．利用图像中的日标与背晟的灰度差异把图像 视为异有不同藏瞧级的蛳类lK域的组合，利用图像 灰度的阐值进行R域分割在物体与背景或物体的 各个部分的对比桐对慢烈的情况下卜分有效常用 的阿像分割方法屉把图像灰度分h览不同的等级然 后川 窟的闷值确定有意女的K域或分割物体边 界常埘舯阁埴化处理裁是用慷的一笸地处理印 选定一嘲值．将罔像转换为二值罔像其函数表达 式如- 舭一={?忿葛或讯gm=、：f⋯(xo)，<-，r 阈值选取的蚶q、盖系到挺个罔像分割的成功 与n、触竹的选取婴根据罔像4二身的特电和分删耍 求的不『q来决定闻值的选取承用双峰法：涟b法 的思路址当Ⅲ像中的物体和背婿的徙度n’￡打明显 筹刷的时候首先统计同像的灰度n方I料若直方 罔生双峰}{有明艟的粹则将随符底所对应的灰度 {l|[r作为分制固值，如罔4所不闻值可选为95。这 佯我们就一nl求出最仕阈伉罔5为求⋯的最佳 蒯值分割结果 ‰I．。札 0 50 100 150 230 250 *Ⅷ∞ 目4 m4镕&Ⅲ自*$目 26特征提取 术文主要以苹果面积作为特征进行提取杠进 (f转第844Ⅲ1 万方数据 湖 北 农 业 科学 2011年 高蒸汽轮机的叼。对于改善循环效率‰的效果更明 显。而提高燃气轮机燃烧室出口温度(亦即燃气轮 机进气温度)死、降低大气环境温度(亦即压气机进 入空气温度)死及其配套设备的装置效率等。是改 善和提高燃气轮机效率的有效途径⋯。 在能量的损失中蒸汽轮机中经冷凝器损失的 热量是能量损失的最大一项，可采用回热、再热循 环增加能量的利用效率．减少其损失。 余热锅炉在循环系统中起着承上肩下的作用． 连接着燃气轮机与蒸汽轮机．其地位仅次于燃气轮 机，高于蒸汽轮机。在分析模型中。余热锅炉的能量 利用不是太高．但是损失不少．因此提高余热锅炉 的利用效率．强化传热．尽量地将烟气的热量传给 蒸汽．有利于整体效率的提高。 3小结 是计算方法却简单了许多。应用此方法，可计算燃 气一蒸汽循环各部分能量损失的大小、分布和薄弱 环节．进而得出改进措施。发展联合循环发电技术． 研制和开发新型发电机是提高发电效率、改善经济 效益、有利于可持续发展的根本所在。此方法是一 种近似的计算方法，与精确计算有差距。但是比较 适合在施工现场应用。 参考文献： [1]姚秀平．燃气轮机及其联合循环发电[M]．北京：中国电力出版 社．2004． [2]宁杰扬宁强．在南京建设燃气一蒸汽联合循环热电联产电厂 的设想[J]．能源研究与利用，2009(4)：47_49． [3]焦树建．燃气一蒸汽联合循环[M]．北京：机械工业出版社， 2000． [4]孙奉仲，李淑英，黄新元，等．燃气一蒸汽联合循环发电厂的循环 热效率分析[J]．山东工业大学学报，1997，27(4)：380-385． [5]李汝辉，刘德彰，李世武．能量有效利用[M]．北京：北京航空航 天大学出版社．1992． 在对燃气一蒸汽联合循环做了简化，构建分析 [6]项新耀．T程火用分析方法[M]．北京：石油工业出版社,1990． 模型的基础上，对其整体效率的计算分析和系统中 [7]徐明．燃气一蒸汽联合循环发电装置的热力特性及燃气轮机 各设备的能量利用分析与文献[4]介绍的基本相同。 热经济性分析⋯．能源技术，2003，24(3)：100-102． 其能量在各子设备中的损失大小也是相吻合的，但 (责任编辑王晓芳) ·—+-——+一-+-+-—●一-—+一——+一-·+··—+一——+——+·+-‘-+一-+-—+一-—卜—+-+-+-+—+-+-—+一-—+一-—+一—+-+-+-+-+·+-+-。—卜-+-—●—-—+—-—+·——+一-—+—-+-+—+—+-+-+· (上接第841页) 图5最佳阈值分割结果图 行面积计算之前．还需对二值图像中果梗及斑点的 影响进行处理，这里采用图像填充的方法(图6)。然 后对图像进行保存．由于软件设计上的原因，如果 不保存图像是得不到任何特征数值的。 图6图像填充前后对照图 3小结 通过利用MATLAB图形处理与分析工具以及 多种算法的综合运用．结合其强大的数据处理能 力。可以对图像进行增强处理等。本文提出的基于 MATLAB的图像处理技术苹果分级研究方法．经过 试验可实现对苹果大小的检测．检测系统稳定可 靠。研究结果表明该方法简便、实用，简化并优化了 计算过程，效率高，数值稳定性好。 试验中采集图像试验的苹果是果梗或果萼在 垂直方向的．如果苹果的果梗或果萼不在垂直方 向．则可根据连续采集的几帧图像．取面积最大的 那帧图像来计算苹果的大／ix[5]。软件设计没有实现 苹果按缺陷进行分级，这是需要改进的一个方向。 建议设计相应的配套输送机构．实现果梗或果 萼定向的运送，以利于分选的准确性。 参考文献： [1】刘禾．计算机视觉在水果自动分级中的应用研究[D]．北京： 中国农业大学．1995． [2]徐娟．水果分级中计算机视觉信息并行处理技术的研究『D]． 北京：中国农业大学．1997． [3]刘翠艳．基于MATLAB的图像处理方法及分析[J]．电脑与电 信．2009．8(4)：84—85． [4]李京秀，陈白生．基于MATLAB图形用户界面GUI的电路仿真 实验的制作[J]．电气电子教学学报，2004，26(4)：99—101．116． [5]章海亮，左雪平．苹果自动分级中计算机视觉信息处理技术的 研究[J]．农机化研究，2006(1)：28—30． (责任编辑王晓芳) 万方数据 基于MATLAB的苹果图像处理研究 作者： 艾剑锋， 章海亮， AI Jian-feng， ZHANG Hai-liang 作者单位： 华东交通大学基础科学学院,南昌,330013 刊名： 湖北农业科学 英文刊名： HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES 年，卷(期)： 2011,50(4) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hbnykx201104058.aspx