[发明专利]一种基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法

说明书

一种基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法，包括如下步骤：利用彩色相机和高亮度光源获取种子透射图像，并根据所述种子透射图像构建种子裂纹数据集；利用所述种子裂纹数据集构建种子裂纹相关滤波模板和相关阈值；利用所述相关滤波模板对待检测种子的非种子区域进行边缘检测，将与种子裂纹具有高度相关性的候选区域提取出来；裂纹筛选，比较所述候选区域的相关滤波响应峰值与相关阈值，并根据比较结果判断所述候选区域是否为种子裂纹区域；以及将筛选出的种子裂纹区域的像素点连线，作为种子裂纹检测结果。本发明可快速高效进行玉米内部裂纹无损检测，满足种子精细化、智能化及标准化需求，为用种安全、机械化高效播种及作物增产提供保障。

技术领域

本发明涉及农产品无损检测技术，特别是一种基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法。

背景技术

农作物种子加工过程中存在高损伤、不标准等问题，其中内部裂纹是影响玉米品质的重要因素。由于种皮完好、外观无破损，内部裂纹常常难以察觉，因而更具有潜在危害。本领域亟需一种快速高效的玉米内部裂纹检测方法，满足种子精细化、智能化及标准化需求，为保障用种安全、机械化高效播种与作物增产提供支撑，为农业用种的无损检测提供技术保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法，其中，包括如下步骤：

S100、利用彩色相机和高亮度光源获取种子透射图像，并根据所述种子透射图像构建种子裂纹数据集；

S200、利用所述种子裂纹数据集构建种子裂纹相关滤波模板和相关阈值；

S300、利用所述相关滤波模板对待检测种子的非种子区域进行边缘检测，将与种子裂纹具有高度相关性的候选区域提取出来；

S400、裂纹筛选，比较所述候选区域的相关滤波响应峰值与相关阈值，并根据比较结果判断所述候选区域是否为种子裂纹区域；以及

S500、将筛选出的种子裂纹区域的像素点连线，作为种子裂纹检测结果。

上述的基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法，其中，步骤S200中通过傅里叶变换和高斯变换对所述种子裂纹数据集进行运算获得所述种子裂纹相关滤波模板。

上述的基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法，其中，构建所述种子裂纹相关滤波模板进一步包括：

S201、在所述种子裂纹数据集中，随机提取种子裂纹并以所述种子裂纹像素点为中心，以k×k为模板大小的任意区域构成集合S＝{f₁,f₂,...,f_N}，N为种子裂纹样本；

S202、根据相关滤波原理，输入所述种子透射图像与所述相关滤波模板进行计算可得如下相关图g：

其中，f为种子透射图像，h为相关滤波模板，为卷积运算；

S203、对上式进行傅里叶变换，函数互相关的傅里叶变换等于函数傅里叶变换的乘积：

其中，*表示共轭计算，F(·)为傅里叶变换；

S204、将上式化简为：G＝F·H^*，得到：

其中，H^*为种子裂纹相关滤波模板，G为期望响应。

上述的基于相关滤波的玉米种子内部裂纹检测方法，其中，构建所述种子裂纹相关滤波模板还包括：

S205、针对集合S中的N个种子裂纹样本，采用最小化平方和误差进行求解：