一種豆科種子識別系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物識別技術(shù)領(lǐng)域以及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種豆科種子識別系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于各種豆科中子的識別，傳統(tǒng)方法主要依靠種子形態(tài)鑒定，利用卡尺、天平等進(jìn)行手工測量和主觀判斷，這種檢測方法很大程度上依賴檢驗(yàn)員的經(jīng)驗(yàn)，存在鑒定時間長、識別率低等缺點(diǎn)，準(zhǔn)確性和應(yīng)用范圍有很大的局限性。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，以及對種子視覺不變性的研宄日漸增多，目前可以依據(jù)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)品種質(zhì)量檢測自動化，從而對提高種子識別的精度和工作效率都具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種豆科種子識別系統(tǒng)及方法，其用以方便檢驗(yàn)檢疫關(guān)口對豆科種子進(jìn)行分類識別，提供識別速率及準(zhǔn)確率。
[0005]本發(fā)明所采用的所述技術(shù)方案如下:
一種豆科種子識別系統(tǒng)，包括圖像采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)將采集到的豆科種子圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)，所述的計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)對所述的圖像進(jìn)行分割、預(yù)處理、特征提取后建立特征值數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行識別后將識別結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。
[0006]計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)中還包括將識別結(jié)果存儲的裝置。
[0007]一種豆科種子識別方法，包括以下步驟:
A、對豆科種子進(jìn)行圖像采集；
B、計(jì)算機(jī)讀取種子圖像；
C、對所述的圖像進(jìn)行分割；
D、對所述的圖像進(jìn)行預(yù)處理；
E、對圖像中的特征進(jìn)行提??；
F、將所述的特征進(jìn)行參數(shù)對比；
G、建立特征值數(shù)據(jù)庫；
H、分類進(jìn)行識別；
1、顯示識別結(jié)果。
[0008]本發(fā)明的一種豆科種子識別系統(tǒng)及方法，其具有以下特點(diǎn):
I)采集部分使用工業(yè)CCD相機(jī)，保證了采集圖像的質(zhì)量、精度和色彩還原度；
2 )采用機(jī)器視覺技術(shù)對豆科種子進(jìn)行圖像識別，選取種子具有穩(wěn)定遺傳形態(tài)特征進(jìn)行識別；
3)選取的生物遺傳穩(wěn)定不變特征具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度不變性； 4)為更好的識別特征，對采集的圖像進(jìn)行分割、去噪及邊緣提取，最終提取出完整的種子邊緣圖像和種臍邊緣圖像；
5)提取的特征具有多維、數(shù)據(jù)量大等特性，采用主成分分析法，提取前幾個主成分來反應(yīng)特征值指標(biāo)信息，使維數(shù)大大降低，保證對高維、大量數(shù)據(jù)集進(jìn)行了合理的分類，為最終的種子的識別提供了很好的保證；
6)采用支持向量回歸機(jī)的方法來提高識別精度；
7)識別的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，可以隨時查看這個數(shù)據(jù)，后臺服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，方便后續(xù)查看。
[0009]本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
利用生物穩(wěn)定遺傳特征提取豆科類種子的形態(tài)學(xué)特征，通過分析特征間的關(guān)系，識別不同類種子，提高了豆科類種子識別的效率和準(zhǔn)確率。本發(fā)明可以快速準(zhǔn)確的檢驗(yàn)檢疫鑒定豆科種子，為保護(hù)農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)安全提供有效手段。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本發(fā)明的一種豆科種子識別系統(tǒng)及方法的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0013]實(shí)施例一
一種豆科種子識別系統(tǒng)，包括圖像采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)將采集到的豆科種子圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)，所述的計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)對所述的圖像進(jìn)行分割、預(yù)處理、特征提取后建立特征值數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行識別后將識別結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。
[0014]計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)中還包括將識別結(jié)果存儲的裝置。
[0015]實(shí)施例二:
一種豆科種子識別方法，主要對豆科種子通過外部形態(tài)來實(shí)現(xiàn)種子的識別分類。利用計(jì)算機(jī)視覺識別技術(shù)對種子進(jìn)行自動鑒別。利用攝像頭采集的圖像，經(jīng)過圖像處理的一系列運(yùn)算分析，實(shí)現(xiàn)種子的分類識別，識別流程見圖1所示，包括以下步驟:A、對豆科種子進(jìn)行圖像采集；B、計(jì)算機(jī)讀取種子圖像；C、對所述的圖像進(jìn)行分割；D、對所述的圖像進(jìn)行預(yù)處理；E、對圖像中的特征進(jìn)行提??；F、將所述的特征進(jìn)行參數(shù)對比；G、建立特征值數(shù)據(jù)庫；
H、分類進(jìn)行識別；1、顯示識別結(jié)果。
[0016]本實(shí)施例通過高清攝像頭拍攝豆科種子圖像，保證采集圖像的質(zhì)量、精度和色彩還原度。采集到的圖像必須經(jīng)過預(yù)處理，該過程主要是對圖像進(jìn)行分割、去噪及邊緣提取，最終提取出完整的種子邊緣圖像和種臍邊緣圖像； 邊緣提取的圖像基于種子的形態(tài)學(xué)特征，提取出9個穩(wěn)定性的特征值，這些特征具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度不變性。由于這些特征值具有高維、數(shù)據(jù)龐大的特點(diǎn)，要對這些數(shù)據(jù)降維處理，采用主成分分析法，提取前4個主成分特征，這些主成分特征基本上包含了原來的9個特征值所反映的指標(biāo)信息，使維數(shù)大大降低。
[0017]對種子大規(guī)模的訓(xùn)練集，采取支持向量回歸機(jī)的方式來訓(xùn)練樣本，支持向量機(jī)的模型在提供識別率的同時解決了種子高維、大量類別的識別分類問題。
[0018]識別分類完成之后，將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器，之后數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，檢測人員可以隨時查看上傳的分類數(shù)據(jù)，同時檢驗(yàn)檢疫部門可以對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類登記，方便及時處理進(jìn)出口的安檢工作。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種豆科種子識別系統(tǒng)，包括圖像采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述的圖像采集系統(tǒng)將采集到的豆科種子圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)，所述的計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)對所述的圖像進(jìn)行分割、預(yù)處理、特征提取后建立特征值數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行識別后將識別結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豆科種子識別系統(tǒng)，其特征在于，所述的計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)中還包括將識別結(jié)果存儲的裝置。3.一種豆科種子識別方法，包括以下步驟: A、對豆科種子進(jìn)行圖像采集； B、計(jì)算機(jī)讀取種子圖像； C、對所述的圖像進(jìn)行分割； D、對所述的圖像進(jìn)行預(yù)處理； E、對圖像中的特征進(jìn)行提?。? F、將所述的特征進(jìn)行參數(shù)對比； G、建立特征值數(shù)據(jù)庫； H、分類進(jìn)行識別； 1、顯示識別結(jié)果。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豆科種子識別方法，其特征在于，所述的步驟A中，使用工業(yè)CCD相機(jī)對種子進(jìn)行圖像采集。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豆科種子識別方法，其特征在于，所述的步驟B中，采用機(jī)器視覺技術(shù)對豆科種子進(jìn)行圖像識別并讀取，選取的種子具有穩(wěn)定遺傳形態(tài)特征，所述的穩(wěn)定遺傳形態(tài)特征具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度不變性。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豆科種子識別方法，其特征在于，所述的步驟C中，對采集的圖像進(jìn)行分割、去噪及邊緣提取，最終提取出完整的種子邊緣圖像和種臍邊緣圖像。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豆科種子識別方法，其特征在于，所述的步驟E中，提取的特征具有多維、數(shù)據(jù)量大的特性，采用主成分分析法，提取前幾個主成分來反應(yīng)特征值指標(biāo)?目息O8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豆科種子識別方法，其特征在于，所述的步驟H中，采用支持向量回歸機(jī)的方法來提高識別精度。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豆科種子識別方法，其特征在于，所述的步驟H中，還包括將識別的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物識別技術(shù)領(lǐng)域以及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種豆科種子識別系統(tǒng)及方法。其系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)將采集到的豆科種子圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)，所述的計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)對所述的圖像進(jìn)行分割、預(yù)處理、特征提取后建立特征值數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行識別后將識別結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。本系統(tǒng)利用生物穩(wěn)定遺傳特征提取豆科類種子的形態(tài)學(xué)特征，通過分析特征間的關(guān)系，識別不同類的種子，提高了豆科類種子識別的效率和準(zhǔn)確率，可以快速準(zhǔn)確的檢驗(yàn)檢疫鑒定豆科種子，為保護(hù)農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)安全提供有效手段。
【IPC分類】G06K9/62, G06K9/40, G06K9/46
【公開號】CN104915682
【申請?zhí)枴緾N201510307603
【發(fā)明人】王軍欣, 于治樓
【申請人】浪潮集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月8日