一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统的制作方法

本发明涉及图像处理，具体是一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统。

背景技术：

1、辣椒是一种重要的蔬菜作物和调味品，辣椒的采后处理、品质判断及检测一直是农产品加工研究的重要课题；辣椒等级不同，则它的大小、颜色、外观形状等外部品质到口感、胡萝卜素含量、辣度和维生素含量等内部品质都是不相同的；

2、随着辣椒采后处理技术的发展，辣椒的分级变得越来越重要；目前传统的检测分级手段主要有：手工分类，机械化分级和光电分级；存在检测精度低，视觉疲劳，检测效率低的问题；基于以上不足，本发明提出一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，包括光源模块、图像采集模块、图像识别模块、模型构建模块以及设备评估模块；

3、所述光源模块用于对辣椒进行平行无影光照射；所述图像采集模块设置有至少两组，相对设置在检测工位两侧；

4、所述模型构建模块用于收集各种品级的辣椒图像作为样本训练集，基于样本训练集构建检测模型m，并将检测模型m分享至图像识别模块；

5、当待检测辣椒经过检测工位时，所述图像采集模块分别对待检测辣椒的正面和背面进行图像信息采集，并将采集的图像信息传输至图像处理模块进行有效性分析；

6、若图像信息有效，则利用图像识别模块对目标图像数据进行识别；所述图像识别模块用于将接收到的目标图像数据代入检测模型m，进行辣椒品级识别并获取识别结果；所述识别结果通过显示模块进行显示；

7、所述设备评估模块用于根据数据处理模块的判断结果进行采集偏离系数评估；若采集偏离系数cj≥预设偏离阈值，则生成采集偏离信号；所述设备评估模块用于将采集偏离信号传输至控制器；

8、所述控制器接收到采集偏离信号控制报警模块发出警报，以提醒管理员对图像采集模块的安装角度和位置进行调整。

9、进一步地，所述图像处理模块的具体处理步骤为：

10、步骤一：获取图像采集模块采集的待检测辣椒的图像信息，对采集的图像信息进行滤波、锐化、数学形态变换、二值化、边缘提取以及轮廓提取，得到目标图像数据；

11、步骤二：对目标图像数据进行初步识别，判断图像数据有效性，包括：

12、将采集到的一定时间内的目标图像数据进行坐标定位识别；

13、若比对结果一致，则判断该目标图像数据的采集角度和位置没有问题，属于有效图像数据；若比对结果不一致，则判断该目标图像数据为无效图像数据，重新采集对应辣椒的图像数据。

14、进一步地，所述设备评估模块的具体评估步骤为：

15、在预设时间段内，获取数据处理模块的判断结果；所述判断结果包括图像数据有效、图像数据无效；即有效结果和无效结果；

16、统计无效结果的出现总次数为c1；截取相邻无效结果出现时刻之间的时间段为缓冲时段，将每个缓冲时段内有效结果的出现次数标记为缓冲频次gi；

17、将缓冲频次gi与预设频次阈值相比较；统计gi＜预设频次阈值的次数为p1，当gi＜预设频次阈值时，获取gi与预设频次阈值的差值并求和得到差频总值zt；利用公式cp＝p1×b1+zt×b2计算得到差频吸引值cp，其中b1、b2为系数因子；

18、利用公式cj＝c1×b3+cp×b4计算得到所述图像采集模块的采集偏离系数cj，其中b3、b4为系数因子。

19、进一步地，所述图像采集模块由多组光学镜头组成，用于捕捉辣椒；其中光学镜头的方向能够进行调节，从各个角度采集辣椒的图像信息。

20、进一步地，当识别到辣椒表面出现破损时，所述图像识别模块生成破损信号至控制器；所述控制器接收到破损信号后通过传输带的运行时间控制，当破损辣椒到达剔除工位时，控制器控制辣椒剔除模块运行，对破损辣椒进行剔除；所述辣椒剔除模块为安装于剔除工位正上方的机械手。

21、进一步地，所述模型构建模块的具体构建步骤为：

22、收集各种品级的辣椒图像，从中选取800张包含不同品级的样本图片作为样本训练集，并人工标注出其中的品级；

23、搭建resnet-50深度卷积神经网络模型；其中，resnet-50深度卷积神经网络模型至少包括一层隐含层；

24、将样本训练集按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；

25、通过训练集、测试集和校验集对resnet-50深度卷积神经网络模型进行训练、测试和校验，将完成训练的resnet-50深度卷积神经网络模型标记为检测模型m。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、1、本发明中图像处理模块用于对采集的图像信息进行有效性分析；首先对采集的图像信息进行滤波、锐化、数学形态变换、二值化、边缘提取以及轮廓提取，得到目标图像数据；将采集到的一定时间内的目标图像数据进行坐标定位识别；若比对结果一致，则判断该目标图像数据有效；否则判断该目标图像数据为无效图像数据，重新采集对应辣椒的图像数据；能够有效地剔除异常图像数据，从而提高图像识别精度；

28、2、本发明中若图像信息有效，则利用图像识别模块对目标图像数据进行识别，将接收到的目标图像数据代入检测模型m，进行辣椒品级识别并获取识别结果；设备评估模块用于根据数据处理模块的判断结果进行采集偏离系数评估；在预设时间段内，获取数据处理模块的判断结果；根据无效结果的出现情况计算得到所述图像采集模块的采集偏离系数cj；若cj≥预设偏离阈值，则生成采集偏离信号；以提醒管理员对图像采集模块的安装角度和位置进行调整，提高拍摄的图像质量，从而提高图像识别精度和效率。

技术特征：

1.一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，其特征在于，包括光源模块、图像采集模块、图像识别模块、模型构建模块以及设备评估模块；

2.根据权利要求1所述的一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，其特征在于，所述图像处理模块的具体处理步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，其特征在于，所述设备评估模块的具体评估步骤为：

4.根据权利要求1所述的一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，其特征在于，所述图像采集模块由多组光学镜头组成，用于捕捉辣椒；其中光学镜头的方向能够进行调节，从各个角度采集辣椒的图像信息。

5.根据权利要求1所述的一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，其特征在于，当识别到辣椒表面出现破损时，所述图像识别模块生成破损信号至控制器；所述控制器接收到破损信号后通过传输带的运行时间控制，当破损辣椒到达剔除工位时，控制器控制辣椒剔除模块运行，对破损辣椒进行剔除；所述辣椒剔除模块为安装于剔除工位正上方的机械手。

6.根据权利要求1所述的一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，其特征在于，所述模型构建模块的具体构建步骤为：

技术总结
本发明公开了一种可对辣椒进行品级分类的图像识别系统，涉及图像处理技术领域，包括光源模块、图像采集模块、图像识别模块以及设备评估模块；所述光源模块用于对辣椒进行平行无影光照射；当待检测辣椒经过检测工位时，所述图像采集模块分别对待检测辣椒的正面和背面进行图像信息采集，并将采集的图像信息传输至图像处理模块进行有效性分析；若图像信息有效，则利用图像识别模块对目标图像数据进行识别；若无效，则重新采集对应辣椒的图像数据；所述设备评估模块用于根据数据处理模块的判断结果进行采集偏离系数评估，以提醒管理员对图像采集模块的安装角度和位置进行调整，提高拍摄的图像质量，从而提高图像识别精度和效率。

技术研发人员：纪明伟
受保护的技术使用者：合肥高晶光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13