基于圖像處理技術(shù)的脫絨棉種內(nèi)部品質(zhì)檢測機(jī)理研究.pdf

1、種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本的生產(chǎn)資料,棉種質(zhì)量是影響棉花產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素之一。種子發(fā)芽率作為種子質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,常規(guī)方法是在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)檢驗(yàn)棉花種子質(zhì)量,但生產(chǎn)實(shí)踐表明,在試驗(yàn)室理想條件下棉種發(fā)芽率與自然環(huán)境下田間出苗率之間存在較大差距,且其實(shí)驗(yàn)周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)據(jù)處理速度、精度和結(jié)果分析等方面都不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。因此,針對此問題探尋一種基于圖像處理技術(shù)的脫絨棉種內(nèi)部品質(zhì)檢測機(jī)理十分必要。該檢測機(jī)理是通過采集脫

2、絨棉種圖像,提取棉種種皮顏色特征參數(shù),然后基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立反映棉種內(nèi)部品質(zhì)的主要評價(jià)指標(biāo)與其顯著相關(guān)的外觀特征參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對不同的光源和照明方式進(jìn)行分析,根據(jù)脫絨棉種顏色特點(diǎn)選取LED白色光源和前向照明方式。在RGB顏色模型下對采集的脫絨棉種圖像進(jìn)行分析,圖像雙峰特性明顯,圖像背景和目標(biāo)區(qū)分明顯。并對圖像進(jìn)行灰度值累計(jì)分布圖分析,得出圖像R、G、B各顏色分量的像素分布情況。
　　(2

3、)對不同的圖像濾波方法和圖像分割方法進(jìn)行分析,選擇高斯濾波方法對圖像進(jìn)行濾波,濾波模板選擇7×7模板對圖像進(jìn)行處理;圖像分割方法選擇K均值聚類算法,該分割算法有效地將背景和目標(biāo)分割?；贛ATLAB GUI設(shè)計(jì)了脫絨棉種顏色特征采集平臺(tái),該平臺(tái)通過顏色直方圖法實(shí)現(xiàn)了脫絨棉種特征的快速提取。
　　(3)研究了脫絨棉種種子批活力與其發(fā)芽率、模擬田間出苗率之間的關(guān)系,并對脫絨棉種顏色特征與種子活力之間的相關(guān)性進(jìn)行了探討,結(jié)果表明脫絨棉種

4、部分外觀顏色特征參數(shù)與其電導(dǎo)率值之間相關(guān)性顯著。該研究結(jié)果為基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的脫絨棉種活力快速檢測提供了科學(xué)依據(jù),同時(shí)也為脫絨棉種內(nèi)部品質(zhì)的快速無損檢測研究奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
　　(4)建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的脫絨棉種內(nèi)部品質(zhì)檢測模型,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定確定檢測模型,取脫絨棉種鼎豐10和新陸早45各300粒對模型進(jìn)行訓(xùn)練,取100粒對訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測精度分別可達(dá)到82.7％