基于颜色特征和支持向量机的蚕茧分类方法研究 被引量：13

1

作者 孙卫红 黄志鹏 +1 位作者 梁曼 邵铁锋 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期86-95,共10页

针对人工筛选蚕茧工作中漏检率高、效率低的问题,提出了一种基于颜色特征和支持向量机的蚕茧分类方法。该方法以黄斑茧、烂茧、印头茧、薄皮茧和上车茧等5种蚕茧为研究对象,首先对采集的蚕茧图像进行边缘检测、连通域提取等步骤以实现... 针对人工筛选蚕茧工作中漏检率高、效率低的问题,提出了一种基于颜色特征和支持向量机的蚕茧分类方法。该方法以黄斑茧、烂茧、印头茧、薄皮茧和上车茧等5种蚕茧为研究对象,首先对采集的蚕茧图像进行边缘检测、连通域提取等步骤以实现背景分割与正、反面连接,然后提取蚕茧图像HSV颜色空间模型下的颜色直方图和颜色矩作为颜色特征,并将5种蚕茧的HSV三通道像素分布详细划分、量化,最后对蚕茧图像颜色特征进行主成分分析,结合支持向量机设计4种分类器构造方案进行效果对比。试验结果表明,将颜色直方图和颜色矩组成颜色特征集后进行主成分分析,并使用支持向量机构造分类器对5种蚕茧分类效果最好,其中主成分变换最优累计贡献率为999%,分类准确率达91%,单粒蚕茧图像识别时间为012s。本方法为蚕茧智能化分选设备的研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 蚕茧 颜色特征 支持向量机 图像分类

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基于改进K-Means算法的蚕茧自动计数方法的研究 被引量：10

2

作者 黄静 张琦 江文斌 《丝绸》 CAS 北大核心 2014年第1期37-40,49,共5页

在自动缫的生丝生产过程中,生丝平均纤度会受到各种工艺条件的影响而发生变化,需要通过对绪下茧粒数进行检测来了解生丝平均纤度。基于形态学方法中的腐蚀膨胀法和K均值算法相结合的方法,改进了K均值聚类算法,解决了蚕茧图像中出现的多... 在自动缫的生丝生产过程中,生丝平均纤度会受到各种工艺条件的影响而发生变化,需要通过对绪下茧粒数进行检测来了解生丝平均纤度。基于形态学方法中的腐蚀膨胀法和K均值算法相结合的方法,改进了K均值聚类算法,解决了蚕茧图像中出现的多个蚕茧相互粘连的问题,实现了对粘连蚕茧图像的分割及蚕茧计数。结果表明:该方法能很好地解决图像反光及蚕茧图像粘连的问题,实现蚕茧图像的分割及正确计数,为绪下茧粒数自动检测技术的研究打下了基础。 展开更多

关键词 缫丝 蚕茧 腐蚀膨胀 K均值 茧粒数 图像识别

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基于改进ResNet-50的类别不平衡蚕茧图像分类算法

3

作者 吴勇 李子印 +2 位作者 汪小东 叶飞 金君 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期116-126,共11页

在蚕茧制丝工艺流程中,缫丝前需将蚕茧按照缫丝工艺要求,逐一进行选茧分类工作。针对蚕茧图像数据存在类内差异大、类间差异小以及类别不平衡问题,文中提出一种基于改进ResNet-50的类别不平衡蚕茧图像分类算法。该算法在ResNet-50特征... 在蚕茧制丝工艺流程中,缫丝前需将蚕茧按照缫丝工艺要求,逐一进行选茧分类工作。针对蚕茧图像数据存在类内差异大、类间差异小以及类别不平衡问题,文中提出一种基于改进ResNet-50的类别不平衡蚕茧图像分类算法。该算法在ResNet-50特征提取网络基础上,从特征图中得到注意力图,之后划分区域,将注意力强度最大区域的特征值减半,以抑制最显著区域特征;提取最显著区域特征并进行特征融合,以增加疵点注意力分布及提高网络表征能力;引入解耦表示学习和分类器学习进行训练,使用类平衡采样微调分类器,引入低频类参数优化损失,以在参数空间进一步调整分类器决策边界。结果表明,该算法在蚕茧图像测试集上分类准确率达96203%,加权F1分数达96196%,相较于ResNet-50分类算法分别提升1243个百分点和1279个百分点;改进算法对中低频类别蚕茧图像分类准确率提升达077~932个百分点。将该算法应用到蚕茧分选系统的视觉模块中可有效提升蚕茧分选效率。 展开更多

关键词 蚕茧图像 蚕茧疵点 特征融合 蚕茧分选

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用于纸板方格蔟不同品质蚕茧分选与自动采摘的机具设计 被引量：7

4

作者 赵明岩 何如涛 檀中强 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期105-110,共6页

为进一步提高蚕茧生产中使用纸板方格蔟采茧及蚕茧分选的劳动工效,设计了一种可自动分上茧、双宫茧与下脚茧采摘的机具。样机将图像识别技术与自动采茧机构结合,由盛蔟盘、摄像头、采摘机构、移蔟机构等组成,当采茧的方格蔟自动进入盛... 为进一步提高蚕茧生产中使用纸板方格蔟采茧及蚕茧分选的劳动工效,设计了一种可自动分上茧、双宫茧与下脚茧采摘的机具。样机将图像识别技术与自动采茧机构结合,由盛蔟盘、摄像头、采摘机构、移蔟机构等组成,当采茧的方格蔟自动进入盛蔟盘后经图像处理,自动分选采摘上茧、双宫茧和下脚茧以及统计蚕茧数量与质量等。样机具有快速高效的特点,在1 min内可对4只方格蔟中不同品质的蚕茧进行分选与自动采摘,并实时获取蚕茧质量与数量的信息。进一步降低样机生产成本后,有望在规模化蚕茧生产中推广应用。 展开更多

关键词 纸板方格蔟 蚕茧品质 图像识别 分选 采茧 自动化

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基于图像处理的蚕茧表面积计算方法 被引量：6

5

作者 华中平 甘勇 《丝绸》 CAS 北大核心 2004年第3期16-18,共3页

介绍了一种基于图像处理计算蚕茧表面积的方式,通过对快速摄像提取蚕茧图像位图文件,将其转换为黑白二值图像,计算图像中的像素以正确反映蚕茧表面积的大小。此方法计算的蚕茧表面积精度高,切实可行,为快速无损检测蚕茧质量奠定了理论... 介绍了一种基于图像处理计算蚕茧表面积的方式,通过对快速摄像提取蚕茧图像位图文件,将其转换为黑白二值图像,计算图像中的像素以正确反映蚕茧表面积的大小。此方法计算的蚕茧表面积精度高,切实可行,为快速无损检测蚕茧质量奠定了理论基础。 展开更多

关键词 图像处理 蚕茧表面积 计算方法 无损检测

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基于椭圆重叠区域的蚕茧图像融合方法 被引量：1

6

作者 孙卫红 黎雨 +2 位作者 梁曼 邵铁锋 高明辉 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期82-88,共7页

针对现有线性权值分配方法对蚕茧图像进行融合时会在高纬度区域出现蚕茧边缘分界线的问题,提出一种基于椭圆重叠区域的蚕茧图像融合方法。首先,利用最小二乘拟合算法得到待拼接图像中蚕茧表面的等效椭圆,输出其在该图像坐标下的位置方程... 针对现有线性权值分配方法对蚕茧图像进行融合时会在高纬度区域出现蚕茧边缘分界线的问题,提出一种基于椭圆重叠区域的蚕茧图像融合方法。首先,利用最小二乘拟合算法得到待拼接图像中蚕茧表面的等效椭圆,输出其在该图像坐标下的位置方程;再根据图像配准过程中得到的横、纵轴位移距离建立蚕茧图像融合的数学模型,获取等效椭圆重叠区域的点集;最后通过椭圆重叠区域的最大宽建立改进的三角函数权重算法,对椭圆重叠区域进行融合处理。结果表明:该方法的融合效果比渐入渐出算法和三角函数权重算法更优,能够有效消除蚕茧边缘分界线,得到具有良好视觉效果且包含更多信息量的蚕茧融合图像。 展开更多

关键词 图像配准 等效椭圆 重叠区域 三角函数权重 融合处理 蚕茧图像 蚕茧质量

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面向云存储的桑蚕茧解舒检验系统设计 被引量：2

7

作者 吴彤 孙卫红 +2 位作者 邵铁锋 韩冰 沈军 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2022年第1期100-105,共6页

针对目前桑蚕茧解舒检验缫丝控制仪存在自动化程度低、检验数据存储分散等问题,设计了一种面向云存储的桑蚕茧解舒检验系统。云存储平台采用4层架构设计,为实现解舒检验数据海量存储与共享提供标准化调用接口。下位机以STM32为主控芯片... 针对目前桑蚕茧解舒检验缫丝控制仪存在自动化程度低、检验数据存储分散等问题,设计了一种面向云存储的桑蚕茧解舒检验系统。云存储平台采用4层架构设计,为实现解舒检验数据海量存储与共享提供标准化调用接口。下位机以STM32为主控芯片采集缫丝机上传感器信号,通过串口通信协议实时传输小䈅转数,吊糙次数,添绪次数至上位机。上位机采集下位机传输信号并实时处理,定时触发相机采集绪下茧图像,通过图像处理算法自动识别绪下茧粒数,将所有数据计算后传输至云存储平台。结果表明,该系统可实现绪下茧粒数识别以及解舒检验数据采集、计算、存储与共享,提高了解舒检验效率,可在各纤维检验所所推广应用。 展开更多

关键词 桑蚕茧 解舒检验 云存储 图像处理 系统

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基于颜色与面积特征的方格蔟蚕茧分割定位算法与试验 被引量：12

8

作者 刘莫尘 许荣浩 +3 位作者 李法德 宋占华 闫银发 韩守强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期43-50,共8页

蚕虫上蔟多采用纸板方格蔟,但纸板方格蔟在使用过程中会因扭曲变形导致方格分布不规则,而采茧机械对变形的方格蔟进行蚕茧采摘时,会对方格蔟造成损伤。为了提高方格蔟机械采茧的智能化水平,减少采茧设备对方格蔟的损伤,提出一种基于颜... 蚕虫上蔟多采用纸板方格蔟,但纸板方格蔟在使用过程中会因扭曲变形导致方格分布不规则,而采茧机械对变形的方格蔟进行蚕茧采摘时,会对方格蔟造成损伤。为了提高方格蔟机械采茧的智能化水平,减少采茧设备对方格蔟的损伤,提出一种基于颜色与面积特征的方格蔟蚕茧分割定位算法,实现对方格蔟中蚕茧的分割、中心点定位和位置坐标的视觉测量。首先采用图像空间的Brown畸变模型对方格蔟图像进行畸变矫正,减小径向畸变对视觉测量的影响;对矫正后的图像采用Mean Shift聚类算法进行预分割,消除光照及图像背景对蚕茧分割的影响;然后对阈值分割和形态学处理后的二值化蚕茧图像进行基于面积特征的连通域标定,得到每个蚕茧中心点位置;将连通域标定得到的蚕茧中心点坐标代入图像坐标系与世界坐标系转换方程,得到每个蚕茧在笛卡尔空间的三维坐标,经过视觉测量确定蚕茧在方格蔟中的具体位置,控制蚕茧采摘装置采摘方格蔟中的蚕茧。经过试验,该算法对方格蔟中的蚕茧检测正确率为96.88%,蚕茧坐标最大定位偏差小于6.0 mm,满足采茧装置对蚕茧采摘的定位精度要求。 展开更多

关键词 蚕茧分割 图像处理 蚕茧采摘 定位算法 试验

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蚕茧表面图像等效阶梯柱面展开 被引量：10

9

作者 孙卫红 廖艺真 +2 位作者 梁曼 邵铁锋 毕海忠 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期498-506,共9页

目的在机器视觉的蚕茧分选研究中,完整的表面图像有利于提高蚕茧的识别准确度。由于蚕茧的形状呈长椭圆形,其在成像面上的投影存在信息压缩,需对其图像展开后才能进行拼接,因此提出了一种基于等效阶梯柱面模型的蚕茧表面图像展开方法。... 目的在机器视觉的蚕茧分选研究中,完整的表面图像有利于提高蚕茧的识别准确度。由于蚕茧的形状呈长椭圆形,其在成像面上的投影存在信息压缩,需对其图像展开后才能进行拼接,因此提出了一种基于等效阶梯柱面模型的蚕茧表面图像展开方法。方法对采集到的蚕茧图像预处理后进行椭圆拟合,根据拟合结果建立蚕茧的数学模型,基于微积分化曲为直的思想,将蚕茧模型转化为等效阶梯柱面模型,建立相应的坐标系,推导出阶梯柱面模型展开图与原图的像素坐标映射关系,进而实现蚕茧表面图像的展开。结果对比本文方法与采用蚕茧最大半径值的柱面展开方法对阶梯柱面模型表面图像的展开结果,评价两种展开方法方格左上角的坐标值与理论值之间的平均绝对误差,本文方法为1.66像素,对比方法为3.06像素。说明本文方法得到的坐标值与理论值的拟合程度更高,绝对误差范围和平均误差值更小。此外,对展开的蚕茧表面图像进行重复部分拼接实验,拼接后图像重叠处及重叠区域边缘的蚕茧表面纹理连续性保持良好。结论等效阶梯柱面展开方法可以有效的实现蚕茧表面图像展开,还原其表面原始信息,为后续蚕茧表面图像完整拼接提供良好的技术支撑。 展开更多

关键词 蚕茧分选 图像处理 柱面展开 阶梯柱面模型 数学建模

原文传递

基于间断性Gamma校正的粘连蚕茧分割方法研究

10

作者 邱舒敏 孙卫红 +1 位作者 邵铁锋 梁曼 《现代电子技术》 北大核心 2024年第16期180-186,共7页

目前,蚕茧分割计数研究主要针对大小几乎完全相同的蚕茧,难以应对大小差异较大的情况。针对上述问题,采用图像增强的方法提取蚕茧表面并进行蚕茧的粘连分割。首先,将原图直接转化为灰度图像进行腐蚀处理,通过Gamma校正使得图像灰度值收... 目前,蚕茧分割计数研究主要针对大小几乎完全相同的蚕茧,难以应对大小差异较大的情况。针对上述问题,采用图像增强的方法提取蚕茧表面并进行蚕茧的粘连分割。首先,将原图直接转化为灰度图像进行腐蚀处理,通过Gamma校正使得图像灰度值收缩;其次,通过限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)方法提高蚕茧图像与其背景区域的灰度差,使其进一步分离;再利用高斯滤波和腐蚀方法平滑并收缩蚕茧图像,根据亮度数据进行第二次Gamma校正以调整对比度;最后,通过二值化处理统计连通域个数得出蚕茧数量。实验结果表明,所提方法针对大小蚕茧分割适应力较强,平均准确率高达99%。 展开更多

关键词 GAMMA校正 粘连蚕茧 图像分割 蚕茧计数 图像增强 限制对比度自适应直方图均衡化 高斯滤波

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结合深度学习与图像处理的黄斑茧识别算法 被引量：2

11

作者 郭大容 李子印 +2 位作者 汪小东 叶飞 金君 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期58-66,共9页

剥茧缫丝是提取丝绸制品原料蚕丝的重要环节,在缫丝前需要对蚕茧进行筛选,剔除不合格的下茧。针对目前自动化识别上车茧和黄斑茧准确率低的问题,文中提出一种结合深度学习与图像处理技术的识别算法。引入空洞卷积改进YOLOv5s网络,利用... 剥茧缫丝是提取丝绸制品原料蚕丝的重要环节,在缫丝前需要对蚕茧进行筛选,剔除不合格的下茧。针对目前自动化识别上车茧和黄斑茧准确率低的问题,文中提出一种结合深度学习与图像处理技术的识别算法。引入空洞卷积改进YOLOv5s网络,利用改进后的网络对不同类别标签的蚕茧图片进行训练和预测;在此初识别基础上,对网络预测结果置信度小于70%的图片进行图像处理二次判别,在原始图片上根据网络预测的锚定框提取出蚕茧所在区域,经背景分割预处理后单独提取蚕茧HSV颜色模型中S通道图,在S通道图上分析蚕茧黄斑颜色特征,统计表面黄斑区域的面积占比和平均饱和度,并设定双阈值进行二次识别。经测试,该算法识别上车茧和黄斑茧的平均准确率达到94.94%,单张图片初识别加二次识别总时间为318.5 ms。 展开更多

关键词 蚕茧 YOLOv5网络 黄斑茧识别 HSV模型 图像二次识别

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基于透射图像的内印茧识别研究

12

作者 涂春梅 孙卫红 +1 位作者 邵铁锋 梁曼 《中国计量大学学报》 2023年第2期303-310,共8页

目的:针对内印茧分选工作劳动强度大、结果易受主观因素影响的问题,提出一种基于透射图像的内印茧识别方法,并构建出内印茧识别模型。方法:设计了一种能反映蚕茧内部特征的蚕茧透射图像采集装置,通过对透射图像进行滤波、GrabCut等预处... 目的:针对内印茧分选工作劳动强度大、结果易受主观因素影响的问题,提出一种基于透射图像的内印茧识别方法,并构建出内印茧识别模型。方法:设计了一种能反映蚕茧内部特征的蚕茧透射图像采集装置,通过对透射图像进行滤波、GrabCut等预处理,实现背景分割,然后提取图像颜色特征和纹理特征共10个参量,将其作为网络的输入特征向量,分别训练BP和Adam-BP神经网络模型。结果:Adam-BP神经网络模型的准确率为94%,高于传统BP神经网络,且该模型具有良好的泛化性能。结论:本研究的内印茧识别方法较传统方法更为客观准确,且成功减少了识别过程人工的参与,降低了劳动强度,为实现内印茧分选自动化提供良好基础。 展开更多

关键词 内印茧 透射图像 颜色特征 纹理特征 神经网络

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