一种苹果脆片品质无损分级的方法与流程

技术特征：

1.一种苹果脆片品质无损分级的方法包括苹果脆片外观品质分级标准，其特征是根据大小、形状、颜色、纹理特征将苹果脆片品质分别划分为五个级别和三个级别，分别为：

1)五个级别为一等、二等、三等、四等和等外，即：

一等品特征：

直径≥4.5cm，环形、边缘形态较完整，颜色均匀、亮度大(浅黄或白色)，纹理光滑；

二等品特征：

2.5cm≤直径＜4.5cm，环形、边缘形态缺损较多，颜色较均匀，纹理较光滑；

三等品特征：

直径≥4.5cm，非环形，颜色均匀、亮度大(浅黄或白色)，纹理光滑；

四等品特征：

2.5cm≤直径＜4.5cm，非环形，颜色较均匀，纹理较光滑；

等外品特征：

直径＜2.5cm，形状环形或非环形，颜色不均匀或发暗(褐色)，纹理不光滑；

2)三个级别为一等、二等和等外，即：

一等品特征：

直径≥4.5cm，颜色均匀、亮度大(浅黄或白色)，纹理光滑；

二等品特征：

2.5cm≤直径＜4.5cm，颜色较均匀，纹理较光滑；

等外品特征：

直径＜2.5cm，颜色不均匀或发暗(褐色)，纹理不光滑。

2.一种苹果脆片品质无损分级的方法包括计算机视觉对苹果外观品质的分级，其特征是包括以下步骤：根据所述的权利要求1确定各个等级苹果脆片，利用计算机视觉图像系统采集各个级别脆片图像；对图像进行处理后，提取脆片特征参数，然后将优选后的特征参数值输入脆片品质分级模型，模型的输出结果为脆片等级信息，即：

1)计算机视觉系统由计算机、相机、光源、支架和底座组件构成，其中，计算机型号为Dell Optiplex7010、3.4GHz、内存8G、显卡256M GeForce GT240；相机型号为NEX-6的索尼相机，自动白平衡，光圈f/9.0，曝光时间为1/50s，曝光补偿为-2.0，ISO 100，焦距为30mm；光源由两条LED灯组成，每条功率12W，长度为33cm，可手动调节亮度；底座是由一块30cm×30cm×1.1cm的金属板组成，底座上有螺孔，用来调节和固定支架；支架为6根35cm的不锈钢支架，一端带有螺纹，另一端带有螺孔；

2)图像处理主要有灰度转化、中值滤波、实验法阈值分割；

3)图像特征参数提取，其中，分别提取苹果脆片大小、形状、颜色和纹理四方面的特征参数；所述的大小特征参数提取具体为提取脆片图像像素点个数的总和表示脆片的面积，记为A，即脆片的大小；所述的形状特征参数提取包括圆形度和前10项傅里叶系数的提取，具体步骤为提取脆片区域的外边界周长记为L，计算脆片圆形度提取前10项傅里叶系数，进行傅里叶变换并分别选取不同组数的傅里叶系数进行脆片边界重构，根据重构效果选取前10项傅里叶系数作为形状特征参数；所述的颜色特征参数提取包括红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B和色调H的均值，具体步骤为分别提取RGB图像中所有像素点R、G、B的均值，并将RGB色彩空间值转换为HIS色彩空间值，提取H的均值；所述的纹理特征参数提取具体为分别计算灰度共生矩阵的熵、相关性、能量和对比度在0°、45°、90°、135°四个方向上的均值和均方差，即为纹理特征参数；

4)图像特征参数的优选，其中，对五个级别分类确定了面积A、圆形度P、G分量均值、相关性的均值C_M、相关性的标准差C_MS、能量的标准差ASM_MS、第6项傅里叶系数f6共7个特征参数，各个参数的取值范围分别为：

一等：100000≤A≤200000、0.72≤P≤0.80、78≤G≤110、0.984≤C_M≤0.997、8.10E-04≤C_MS≤ 2.84E-03、2.52E-04≤ASM_MS≤5.60E-04、-243≤f6≤28；

二等：70000≤A≤170000、0.68≤P≤0.78、74≤G≤108、0.979≤C_M≤0.996、7.95E-04≤C_MS≤2.80E-03、2.40E-04≤ASM_MS≤4.18E-04、-285≤f6≤6；

三等：70000≤A≤150000、0.44≤P≤0.80、78≤G≤110、0.984≤C_M≤0.997、8.10E-04≤C_MS≤2.84E-03、1.99E-04≤ASM_MS≤3.628E-04、-350≤f6≤207；

四等：50000≤A≤85000、0.43≤P≤0.69、74≤G≤108、0.979≤C_M≤0.996、7.95E-04≤C_MS≤2.80E-03、1.60E-04≤ASM_MS≤2.74E-04、-350≤f6≤110；

等外：25000≤A≤70000、0.43≤P≤0.80、65≤G≤100、0.984≤C_M≤0.997、7.95E-04≤C_MS≤3.23E-03、1.20E-05≤ASM_MS≤2.23E-04、-303≤f6≤-46；

其中，对三个级别分类确定了面积A、H分量均值、熵的均值E_M共3个特征参数，各参数的取值范围分别为：

一等：70000≤A≤200000、0.1777≤H≤0.3944、0.3413≤E_M≤0.6100；

二等：50000≤A≤170000、0.1558≤H≤0.4155、0.2767≤E_M≤0.7369；

等外：25000≤A≤70000、0.1642≤H≤0.4328、0.1598≤E_M≤0.3485；

5)脆片品质分级模型为支持向量机模型(SVM)：将优选后的特征参数值输入SVM，输出值即为脆片等级，其中SVM核函数为径向基函数，核函数参数gamma值为1，惩罚系数cost值为31.6228。