基于高光谱技术检测苹果外观缺陷

目的 利用高光谱技术检测苹果外观缺陷, 分析主成分分析法和波段比率算法研究高光谱图像的可行性。方法 在400~1100 nm波长范围内获取苹果表面的高光谱图像信息, 用主成分分析法处理高光谱下采集的苹果图像, 选取第三主成分图像进行分析, 作为最后的判别依据。波段比率算法中选取了717 nm和530 nm两个有效波段,将两个波段的图像进行比值运算。717 nm波段的图像进行阈值运算、中值滤波及形态学分析得到二值化掩膜图像, 再与二值化后的比率图像进行布尔运算, 提取缺陷的有效信息。结果 基于主成分分析法, 检测苹果表面缺陷的分级准确率为81.25%, 波段比率算法对苹果表面缺陷的分级准确率为93.75%。结论 利用高光谱成像技术下波段比率算法相对于主成分分成法更适合于实时、在线、快速检测。     

基于改进粒子群算法的苹果圆形度检测

为解决苹果圆形度检测问题,研究圆形度的改进粒子群算法。建立苹果圆形度数学模型,并对广义钟形分布隶属函数的惯性权重控制过程、基于Z形隶属函数的自适应调节粒子位置过程、适应度函数选择方法进行算法改进,给出了算法终止条件以及算法流程。仿真试验结果表明,改进粒子群算法收敛较快,乔纳金、富士苹果改进粒子群算法的圆形度检测较其他算法正确率高,分别为96%和97%,说明能用该方法进行苹果圆形度机器检测。     

基于AI的缺陷检测技术在印刷生产中的应用

在印刷品缺陷检测工序环节，人工缺陷检测效率低，长时间的工作会导致误检率和漏检率增大。随着AI技术的持续发展，将人工智能技术应用于印刷生产中可大大提高生产效率。文章介绍了基于传统机器学习和基于人工智能算法的缺陷检测技术发展背景。论述了缺陷检测技术在印刷业中的应用，总结了当前缺陷检测技术存在的不足，展望未来可能的研究趋势。     

基于改进CNN和数据扩充的苹果表面缺陷检测

目的:提高苹果表面缺陷的检测准确率和效率。方法:基于改进卷积神经网络(CNN)和数据扩充建立苹果表面缺陷检测方法。改建CNN的拓扑结构,并将其用于苹果表面缺陷检测;利用条件生成对抗网络,合成表面无缺陷和有缺陷苹果图像,实现图像数据扩充和提高改进CNN的苹果表面缺陷的识别性能;通过模型剪枝,合理权衡苹果表面缺陷的检测准确率、检测时间及节能限制,以提高所提方法的实用性。结果:当改进CNN中的解释层选用2 048个解释性神经元时,平均检测准确率最高;条件生成对抗网络增强了苹果图像数据集的多样性;随着增强图像数在测试数据集中占比的增加,所提方法对苹果表面缺陷的检测准确率不断升高;当剪枝后的模型尺寸占原始模型尺寸的百分比从100%降至50%时,可以以6.96%的准确率损失将苹果表面缺陷的检测效率提升1倍。结论:试验方法有望在苹果生产和加工过程中实现自动化缺陷检测。     

基于红外与可见光图像融合的苹果表面缺陷检测方法

目的：解决目前中国苹果分级分类大部分情况下仍需要进行人工筛选的问题。方法：采用基于多尺度变换的红外与可见光图像融合算法对所采集到的苹果的可见光图像和红外图像进行融合,得到缺陷特征更加直观的融合图像,对该图像进行图像的预处理操作得到二值化图像数据集,再采用卷积神经网络的AlexNet模型对之前的苹果表面缺陷数据集进行训练、验证和检测。结果：该检测方法在所制作的苹果表面缺陷数据集上对完好果、缺陷果、花萼/果梗、花萼/果梗加缺陷识别的平均准确度为99.0%,其中对花萼/果梗的识别准确率可达95.8%,对完好果、缺陷果和花萼/果梗加缺陷的识别准确率高达100%。结论：该方法对苹果表面缺陷的检测精度比较高,可以满足对苹果的在线分级的需求。     

基于Contourlet变换的磁瓦表面缺陷检测

文章选取磁瓦为小型金属零件的特例,采用多目智能视觉技术,针对常见缺陷进行检测,提出了一种基于Contourlet变换的磁瓦表面缺陷的检测方法.结果表明,与基于小波变换的磁瓦表面缺陷检测的算法相比,该方法能够更精确地检测出表面缺陷,具有较高的检测率.     

应用深度卷积神经网络的色织物缺陷检测

针对织物缺陷检测时传统人工的误检率、漏检率较高问题,提出一种应用深度卷积神经网络的色织物缺陷检测算法。因织物图像采集过程中含有较多噪声且信噪比较低,先对缺陷织物进行最优尺寸高斯滤波,有效滤除细节噪声;再根据织物图像特征建立深度卷积神经网络,利用径向基神经网络的非线性映射能力作用于卷积神经网络,并通过反向传播算法调整权值参数,获取无缺陷样本与训练样本之间的映射函数;最后,利用映射函数及特征字典重构图像并提取特征,根据Meanshift算法分割缺陷,确定缺陷位置。结果表明：应用深度卷积神经网络的缺陷检测算法对色织物图像库中的缺陷图像可实现提高检测效率、缩短检测时间,获取准确缺陷位置的目的。     

梯度空间下的丝饼表面缺陷检测

为解决工业生产中人工检测丝饼表面缺陷效率低、漏检率高的问题,提出了一种在梯度空间下根据图像信息熵变化和能量分布的差异来检测丝饼表面缺陷的方法。首先设计一套基于机器视觉的丝饼图像采集装置,用于获取传输过程中的丝饼表面图像;然后将丝饼图像转换到梯度空间域,构建一个信息熵和能量的组合特征用来表征缺陷,选择适当的临界阈值区分丝饼缺陷区域与正常区域;最后对分割出的丝饼缺陷利用形态学处理得到最终的检测结果。实验结果表明,该方法对丝饼表面污渍、压痕、起毛等缺陷具有较好的检测效果,缺陷识别准确率高、速度快,可满足工厂对检测准确性和实时性的要求,实现丝饼表面缺陷的自动化检测。     

基于可见光—红外光图像融合的苹果缺陷检测算法

针对传统苹果缺陷检测方法存在的劳动强度大、生产率低及误判率高的缺点,提出了基于图像融合的苹果缺陷检测算法,该算法利用可见光和红外图像的高、低频小波系数采用不同的融合方法,以获得更加突出的特征图像。仿真结果表明,该方法在划碰伤、果梗/花萼、完好果的苹果果实检测方面平均识别率可达96%,且在划碰伤方面识别率可达92%,而在果梗、花萼及完好果的检测方面识别率可高达100%,完全满足苹果在线检测分级的需要。     

机械零件图像表面瑕疵的检测算法

针对机械零件表面瑕疵检测问题,将机器视觉技术用于零件表面图像瑕疵的提取和分析,提出一种基于粒子群优化算法加权模糊C均值聚类的零件缺陷图像智能分割算法,精确定位了机械零件表面的瑕疵区域。缺陷的形状特征是判断其类型的重要依据,提取缺陷的形状特征,设计支持向量机分类器来检测划痕、裂纹、砂眼等表面瑕疵。研究结果表明,该方法具有较强的实用性,在实验数据库上达到90%以上的正确识别率。     

基于机器视觉的苹果在线分级

通过CCD相机动态采集苹果两个面的实时图像,提出了泛洪填充+自适应Ostu阈值分割算法提取苹果的轮廓,采用最小外接圆法对苹果上表面图像进行处理得到苹果果径,采用最小外接矩形法对苹果侧表面图像进行处理提取苹果果形特征;将图像进行RGB到HSV空间转换,提取苹果的着色度、果锈,以及疤痕特征,采用基于改进粒子群算法的SVM决策树的分类方法进行苹果的分级。结果表明,该方法对特级果、一级果、二级果和等外果的识别准确率分别达96%,94%,98%,98%,分级速率达4个/s,可以满足苹果在线分级的要求。     

基于决策融合的苹果分级检测关键技术研究

提出了一种判别树和改进支持向量机决策融合的苹果分级方法。采用判别树分类方法根据果径、缺陷区域、色泽等进行分类,采用粒子群对支持向量机分类模型进行优化,根据果形、纹理和成熟度等高维特征进行分类,使用核主成分分析法降低维度,并引入决策融合的概念,结合单一特征对样本等级进行综合评估。结果表明,该方法是切实可行的,其分类准确性为98%以上,可用于苹果的有效分级。     

改进粒子群算法在机械优化设计中的应用

针对机械优化设计中广泛存在的多变量、非线性约束优化问题,提出一种改进的粒子群算法。通过在基本粒子群算法的惯性权重部分加入收缩因子,以解决传统的优化方法容易陷入局部最优的缺陷,改善算法的收敛性。实例表明,该方法在机械优化设计中具有一定的实用价值。     

单螺杆挤压对苹果渣中水溶性膳食纤维的影响

利用挤压膨化技术对苹果渣进行预处理,研究挤压对苹果渣水溶性膳食纤维含量、物理结构的影响,优选出最佳的苹果渣挤压工艺参数。采用响应面法对物料含水量、螺杆转速、套筒温度3个因素进行优化,通过粒径分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)表征挤压膨化处理前后苹果渣物理结构的变化。结果表明:物料含水量26%,螺杆转速160 r/min,套筒温度110℃为最佳挤压工艺,在此条件下测得的挤压苹果渣的水溶性膳食纤维含量为8.64%,比未挤压提高98.17%。粒径分布图直观显示出挤压苹果渣粒径比苹果渣细,均匀度更好;SEM图像对比说明经过挤压处理,苹果渣呈现出多孔隙及疏松的结构。     

基于同态滤波和改进K-means的苹果分级算法研究

针对苹果在分级的过程中,光线不均所导致的表面反光和阴影问题,利用同态滤波和改进的K-means算法予以解决。同态滤波前,将苹果图像由RGB空间转换到HSV空间,再对HSV空间的V分量进行同态滤波增强,最大限度地削弱光线不均带来的影响;对传统K-means聚类算法,新增加距离度量方法、确定聚类数目和初始中心点,能较好地去除苹果阴影对图像分割的影响。从大小、果形、质量、颜色、缺陷5个方面对陕北富县的秦冠苹果进行分级,分级成功率达到97%。利用同态滤波算法结合改进的K-means算法来对苹果图像进行处理,能够大大提高苹果分级的准确性。     

基于改进CNN的苹果缺陷检测方法研究

目的:解决现有苹果缺陷检测方法存在的精度低、效率差等问题。方法:基于水果图像采集系统,提出一种改进的卷积神经网络用于苹果表面缺陷检测;引入深度可分离卷积代换原网络标准卷积,提高特征提取速度;引入Leaky ReLU激活函数代替ReLU激活函数,提高计算效率和精度;引入全局平均池化替换全连接层,降低网络模型的计算量;并在每层卷积后加入批量归一化层,通过试验与常规方法进行对比分析,验证其优越性。结果:与常规方法相比,所提方法在苹果缺陷检测中具有较高的检测准确率和速度,且模型参数量少,准确率达99.60%,检测速度(每秒帧数)达526,模型参数量为389 072。结论:该苹果缺陷检测方法能有效降低模型参数和检测时间,具有较高的准确率和速度。