基于DSP的哈密瓜成熟度檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、哈密瓜含糖量高，香氣怡人，有“瓜中之王”的美稱。哈密瓜不但風(fēng)味獨(dú)特，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，藥用價(jià)值高。但是目前我國(guó)哈密瓜產(chǎn)后處理手段落后，造成哈密瓜品質(zhì)參差不齊，在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此急需一種哈密瓜實(shí)時(shí)成熟度檢測(cè)系統(tǒng)。
　　本研究綜合運(yùn)用數(shù)字圖像處理、電子信息學(xué)、模式識(shí)別等諸多交差學(xué)科知識(shí)，選用新疆地區(qū)“金皇后”哈密瓜為研究對(duì)象，以哈密瓜圖像顏色特征與紋理特征的角度出發(fā)，探究基于DSP（Digital Signal Processo

2、r，DSP）的哈密瓜成熟度實(shí)時(shí)快速檢測(cè)技術(shù)。本文創(chuàng)新地利用哈密瓜圖像顏色特征與紋理特征來(lái)預(yù)測(cè)哈密瓜成熟度，建立哈密瓜成熟度的SVM分級(jí)模型，優(yōu)化模型后完成DSP算法移植，最終實(shí)現(xiàn)基于DSP的哈密瓜成熟度快速實(shí)時(shí)檢測(cè)。論文的主要研究成果如下：
　　(1)搭建哈密瓜圖像采集系統(tǒng)及DSP視頻處理平臺(tái)，前者用于對(duì)哈密瓜進(jìn)行圖像采集及圖像預(yù)處理。后者用于后期的實(shí)時(shí)無(wú)損檢測(cè)。比較不同種圖像濾波方法和背景分割方法對(duì)本研究所用圖片的效果。結(jié)果表明

3、中值濾波與基于通道算術(shù)運(yùn)算的背景分割方法對(duì)于本研究哈密瓜圖像更為適用。
　　(2)提取兩個(gè)批次哈密瓜兩種顏色空間的不同顏色特征，分析哈密瓜顏色特征，確定哈密瓜顏色特征的變化范圍，得出以下結(jié)論：1）兩個(gè)批次哈密瓜圖像顏色特征相比，九成熟H均值平均水平（0.120）小于八成熟H均值平均水平（0.128），九成熟G均值平均水平（188.740）小于八成熟G均值平均水平（197.830），九成熟R-G值平均水平（32.212）小于八成熟R

4、-G值平均水平（39.862），九成熟R+G值平均水平（417.340）小于八成熟R+G值平均水平（427.871）。九成熟R-G/R+G+B值平均水平（0.080）大于八成熟R-G/R+G+B值平均水平（0.063）。成熟哈密瓜有更小的H均值、G均值、R-G值、R+G值、R-G/R+G+B值。2）哈密瓜圖像顏色特征中的B均值、S均值、I均值與成熟度無(wú)明顯相關(guān)性。
　　(3)提取兩個(gè)批次哈密瓜不同的紋理特征，分析哈密瓜紋理特征，確

5、定哈密瓜紋理特征的變化范圍，得出以下結(jié)論：1）對(duì)比度、平穩(wěn)度和相關(guān)性與成熟度的相關(guān)性較強(qiáng)。金皇后八成熟哈密瓜紋理對(duì)比度值范圍在766.31～1207.27之間，九成熟紋理對(duì)比度值范圍在974.52～1675.33之間，對(duì)比度值隨著哈密瓜成熟度逐漸升高；金皇后八成熟哈密瓜紋理平穩(wěn)度值范圍在3.70～3.80之間，九成熟紋理平穩(wěn)度值范圍在3.58~3.76之間，平穩(wěn)度值隨著哈密瓜成熟度逐漸升高，金皇后八成熟哈密瓜紋理相關(guān)性范圍在290931

6、3～4476398之間，九成熟紋理相關(guān)性范圍在3131968~4047242之間，相關(guān)性隨著哈密瓜成熟度逐漸升高。2）金皇后哈密瓜的紋理能量和熵與成熟度無(wú)明顯相關(guān)性。
　　(4)根據(jù)哈密瓜相關(guān)顏色紋理特征與成熟度之間的相關(guān)性建立基于支持向量機(jī)（Support Vector Machine, SVM）的哈密瓜成熟度分類模型，對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置與算法尋優(yōu)后，模型最終準(zhǔn)確率為97.22％。基于模型設(shè)計(jì)了DSP視頻實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的外圍模塊（