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基于LoG算法的水果热成像检测

韩亚辉 王琢 刘佳鑫

韩亚辉, 王琢, 刘佳鑫. 基于LoG算法的水果热成像检测[J]. 红外技术, 2021, 43(7): 709-715.
引用本文: 韩亚辉, 王琢, 刘佳鑫. 基于LoG算法的水果热成像检测[J]. 红外技术, 2021, 43(7): 709-715.
HAN Yahui, WANG Zhuo, LIU Jiaxin. Fruit Thermal Imaging Detection Based on Laplacian of Gaussian Algorithm[J]. Infrared Technology , 2021, 43(7): 709-715.
Citation: HAN Yahui, WANG Zhuo, LIU Jiaxin. Fruit Thermal Imaging Detection Based on Laplacian of Gaussian Algorithm[J]. Infrared Technology , 2021, 43(7): 709-715.

基于LoG算法的水果热成像检测

基金项目: 

中央高校基本科研业务费专项资金资助 2572019CP21

详细信息
    作者简介:

    韩亚辉(1996-),硕士研究生。研究方向:图像处理。E-mail: 2962592004@qq.com

    通讯作者:

    王琢(1979-),硕士,副教授。研究方向:林业工程自动化、检测与测试技术。E-mail: wangzhuo@nefu.edu.cn

  • 中图分类号: TN219

Fruit Thermal Imaging Detection Based on Laplacian of Gaussian Algorithm

  • 摘要: 传统的水果分级与损伤检测大多采用感官评定的方法,随着计算机视觉技术的发展,计算机视觉检测分级技术发展迅速。研究中针对解决水果损伤部位检测的问题提出了一种利用图像处理技术对水果热成像损伤部位进行检测的技术方案。本方案采用Laplacian of Gaussian(LoG)算法对损伤部位进行检测,使用高斯卷积模板抑制噪声,通过设置不同的卷积核尺寸以及σ值获得不同的卷积滤波结果,加强了图像中损伤部位的色彩程度,进而更好地利用边缘检测技术获取损伤部位的边缘信息。采用具有局部损伤的苹果作为研究对象,选取有参考和无参考等5种评价方法,分析卷积过程对于损伤部位边缘检测的影响。结果表明,在水果热成像中LoG算法可以有效地检测水果的损伤部位,卷积核尺寸对于水果损伤部位边缘检测结果的影响远大于σ值,通过增大卷积核尺寸可以有效地加深损坏部分的边缘信息,研究为水果损伤区域检测提供了一种可行的解决方案。
  • 图  1  水果可见光图像

    Figure  1.  Visible light image of fruit

    图  2  损伤部位图像卷积结果

    Figure  2.  Convolution results of damaged image

    图  3  损伤部位边缘检测结果

    Figure  3.  Edge detection results of damaged parts

    图  4  MSE数据图

    Figure  4.  MSE data map

    图  5  PSNR数据图

    Figure  5.  PSNR data map

    图  6  SSIM数据图

    Figure  6.  SSIM data map

    图  7  Laplacian数据图

    Figure  7.  Laplacian data map

    图  8  方差数据图

    Figure  8.  Variance data map

    表  1  滤波结果量化值

    Table  1.   Quantized value of filtering results

    MSE σ=5 σ=10 σ=20 σ=30 σ=40 σ=50
    K=7 932.33 1033.55 1159.55 1157.57 1159.55 1159.21
    K=9 1850.98 2007.50 2525.38 2559.60 2561.29 2562.35
    K=11 3331.90 3340.24 4442.35 4816.12 4823.55 4826.10
    K=13 5057.46 5913.20 5876.27 5954.22 5985.96 6002.32
    PSNR K=7 18.4351 17.9875 17.4879 17.4953 17.4879 17.4892
    K=9 15.4568 15.1043 14.1075 14.0491 14.0462 14.0444
    K=11 12.9093 12.8930 11.6547 11.3038 11.2971 11.2948
    K=13 11.0915 10.4126 10.4398 10.3826 10.3595 10.3476
    SSIM K=7 0.961849 0.955389 0.948082 0.948056 0.948080 0.948086
    K=9 0.922108 0.926302 0.913651 0.911872 0.911722 0.911521
    K=11 0.834795 0.842830 0.793065 0.773563 0.773045 0.772895
    K=13 0.732744 0.712764 0.753693 0.755303 0.756641 0.756533
    Laplacian K=7 10.3903 11.1540 10.96140 10.3558 10.2464 10.2421
    K=9 9.63460 9.54343 10.63036 9.35341 9.34649 9.13412
    K=11 6.36219 6.24669 7.62676 7.15089 7.03636 7.00650
    K=13 6.66614 6.64652 7.12676 6.76413 6.57969 6.29320
    Variance K=7 1730.12 1736.66 1722.77 1666.19 1679.57 1679.31
    K=9 1426.23 1456.53 1367.94 1373.06 1366.66 1364.33
    K=11 1319.41 1397.31 1252.20 1274.32 1272.49 1272.55
    K=13 691.399 510.973 563.156 614.730 633.922 630.566
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-06
  • 修回日期:  2020-12-04
  • 刊出日期:  2021-07-01

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