基于深度学习的复杂背景下茶叶嫩芽检测算法

针对传统的基于机器视觉的茶叶嫩芽检测方法存在手工特征提取鲁棒性较差以及准确率较低等问题,首次将基于深度学习的目标检测算法YOLO应用到复杂背景下的茶叶嫩芽图像的检测,并从多尺度检测方面对YOLO网络架构进行了改进,用大尺度和中尺度检测代替了原来的多尺度检测.在预处理阶段,通过结合超绿特征以及OSTU算法对复杂背景下的茶叶嫩芽图像进行了图像分割,使得茶叶嫩芽区域更加明显.实验结果表明,通过与其他算法对比,基于深度学习的目标检测算法对复杂背景下的茶叶嫩芽具有较高的检测精度,为复杂背景下茶叶嫩芽的智能化采摘设备的研究提供了基础.     

改进的基于模糊C-均值聚类的图像分割算法

目前的FCM类型的算法聚类数目的确定需要聚类原形参数的先验知识,否则算法就会产生误导.为了提高图像分割算法的抗噪性能,用K均值聚类算法简单、快速的优点对模糊C均值聚类算法进行改进.结合图像的邻域信息,对图像的直方图作均衡化处理,改善图像质量,通过自适应滤波,降低噪声对分割效果的影响.先用K均值聚类算法对图像进行分割,快速的获得较为准确的聚类中心和初次分割图像,避免了FCM算法中初始聚类中心选择不当造成的死点问题.用邻域灰度均值信息代替传统模糊C均值聚类算法中的灰度信息,对K均值聚类得到的图像作二次分割.该方法能更好的抑制噪声的干扰,提高了聚类算法的分割精确度.     

富硒绿茶电磁杀青温度控制器的设计与研究

为提高富硒绿茶电磁杀青机的智能控制及富硒绿茶茶叶品质,提出了一种富硒绿茶电磁杀青温度控制器的设计方案.该控制器以STM32F407IGT6为控制核心,采用自适应增量式PID控制算法,控制人机交互、频率跟踪、感应加热、温度采集与控制等模块.结果表明:该控制器能实现富硒绿茶电磁杀青温度智能控制,并能快速实现杀青箱体内温度场的稳定.     

字符图像识别的分布加权模板匹配方法研究

使用标准模板匹配识别算法对图像中的字符进行识别时,图像中的背景噪声会导致识别准确率较低.为了提高识别准确率,提出一种基于分布加权的模板匹配识别算法,在获取图像与模板在对应的各个像素点上的匹配情况后,根据点间距分别对匹配点和不匹配点进行聚类,将聚集在一起的点划分到同一个分组中,根据聚类结果对不同组内的点设置不同的权重值,再计算图像与各个模板的匹配度,将匹配度最高的模板代表的字符作为识别的结果.实验结果证明,此算法提高了对有背景噪声的字符图像进行识别的准确率.     

一种基于边界识别的聚类算法

针对基于密度的聚类算法由高密度区到低密度区的处理顺序所带来的不能识别低密度对象类别的缺陷,通过对聚类过程中可能存在的边界识别进行讨论,提出了一种基于边界识别的聚类算法.该算法的思想是：同簇优先权高于密度优先权,即在选择下一个对象进行聚类时,在已聚类的对象中优先选择同一簇的对象,当对象沿某一方向扩展到达簇边界时停止扩展,转而向其他方向扩展,这种处理顺序能使得类别最大化.通过分析簇边界的密度变化特征,建立了边界识别准则,并根据该准则对数据进行聚类.通过在合成数据和美国加州大学提供的知识挖掘数据库数据集上的实验结果表明,所提算法能有效地处理低密度区域的数据,与识别聚类结构的对象排序算法相比,聚类效果可提高4%左右,而时间性能相当.     

基于入侵性杂草克隆的图像聚类方法

针对原始谱聚类初始敏感的缺点,提出了一种新的基于入侵性杂草优化(IWO)的图像聚类方法(CIWO).该算法通过计算峰值信噪比(PSNR),动态确定图像聚类簇数的最优选择范围,采用最小量差、最小簇内距离、最大簇间距离重新构造了图像聚类质量的评价函数,通过模拟杂草克隆的自然行为对图像数据集的簇中心进行快速准确定位.将算法应用于几个基准测试图像,并通过聚类有效性准则与k-Means、FCM、PSO等方法进行比较,发现CIWO具有更稳定的图像聚类性能.实验结果也表明,所提出的算法可获得更优的图像聚类质量.     

基于BIC准则的图像分割算法

为解决图像分割算法中聚类数必须事先给定,否则无法进行聚类的问题,基于BIC准则建立了图像聚类算法的新型目标函数,提出了一个自动聚类算法.该算法实现了自动聚类,通过求聚类目标函数的最小值,给出聚类数,从而为聚类数的确定提供理论依据.对两幅图像进行实验模拟,实验结果表明,本文算法是有效的,具有普适性.当聚类图像灰度变换比较明显时,本文算法与K-均值、FCM算法聚类效果相同.当聚类图像灰度变换不明显时,本文算法的聚类效果优于K-均值、FCM算法的聚类效果.     

手骨身份识别系统

为了提高身份识别的正确率,加大身份识别伪造的难度,提出一种基于手骨的身份识别方法,并设计实现一种手骨身份识别系统．基于手骨的身份识别方法主要包括：首先获取手骨正位X光图像,然后对该图像进行Harris角点检测。通过Snake模型提取手骨轮廓图像,计算图像的小波矩作为手骨图像的特征值．最后先通过模糊C均值聚类算法进行聚类操作,再通过支持向量机进行分类识别,完成手骨的身份识别．在该方法的基础上,设计实现一种手骨身份识别系统,由于手骨x光图像的唯一性并且很难进行伪造,提高了身份识别的正确率和安全陛．     

一种密度聚类的染色精子医学图像识别算法

当数据的密度有变化时,密度聚类算法DBSCAN不能一次发现多种密度的簇结构,通常需要调整参数,而合适参数的确定比较困难.提出了一种两阶段的密度聚类算法以识别精子图像,算法采用相同的参数完成对不同密度簇的发现.首先对原始数据图像采用初步的预处理技术,调用DBSCAN算法得到精子头部簇,然后对其余图像部分进行增强,以精子头部为核心点集合,再次调用DBSCAN算法得出密度可达的簇,从而完成精子图像的识别.实验证明对精子图像识别的准确率、效率、效果均优于传统密度聚类方法,为医生诊断病情提供有效的数据支持.     

基于层次聚类与峰值检测的FCM图像分割算法

针对传统FCM算法在图像分割中存在的过度依赖初始聚类中心、计算复杂度高等问题,结合层次聚类与直方图峰值检测,提出了一种新的FCM图像分割算法.首先根据图像灰度直方图统计信息对图像进行层次聚类,然后将得到的聚类中心作为FCM算法的初始聚类中心对图像进行分割.该算法无需预先设置聚类数目,能自动搜索全局最佳聚类中心.实验结果表明,相比传统FCM算法和峰值检测的FCM算法,该算法不仅可以有效地提高图像的分割效率,而且分割结果更加精确.     

采摘机器人的目标定位和测量技术

在采摘机器人的工作过程中,为了提高采摘机器人的采摘成功率,需要获取水果的位置信息,以确定果实与采摘机器人的相对位置关系.由于采摘作业环境复杂,为提高采摘系统的工作效率,提出一种基于Opencv采用Yolov5算法和双目相机对水果进行目标识别和空间定位的方法.针对小目标识别在Yolov5算法中识别精度的不足,在Yolov5算法网络结构中叠加包含更多低层级信息的浅层特征图,实现小目标检测层进行算法优化,实验结果表明,优化后的识别网络对水果检测的平均精度为92.4%.基于深度学习的优化识别网络在识别小目标方面具有更好的性能,可以有效提高果农采摘系统的工作效率.     

用于图像分割的非局部空间约束的核FCM算法

图像分割是图像分析、图像理解的前提和关键,其结果直接决定着图像分析和理解的质量.模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)聚类算法是一种常用的图像分割算法.然而,由于经典的FCM算法只考虑像素自身,从而对外围噪声比较敏感.因此,提出了一种改进的用于图像分割的FCM聚类算法.该算法通过利用核方法修改FCA-NLASC算法中的目标函数而实现,即用核距离替代FCA-NLASC中的欧氏距离,相应地得到核FCA-NLASC聚类算法——KNLASC-FCM聚类算法.利用提出的算法分别进行人工合成图像和实际图像的实验结果表明,当图像含有噪声时,与算法FCA-NLASC相比,KNLASC-FCM算法在主观视觉、客观量化两方面的评价中均具有更好的分割性能.     

模糊聚类算法在痕迹图像分割中的应用

针对痕迹图像在比对与识别中的预处理要求,以图像像素灰度和邻域信息的二维矢量为聚类样本,以二维直方图确定阈值数,采用对样本进行加权的模糊c均值聚类算法对痕迹图像进行多阈值分割处理.实验结果表明,基于样本加权的模糊聚类算法速度快,对痕迹图像有较好的分割效果.     

基于极坐标特征的改进模糊C-均值虹膜定位算法

针对非理想情况下虹膜图像定位失败的问题,提出一种新的虹膜定位算法.该算法先使用基于极坐标特征的改进模糊C-均值算法对虹膜外圆半径进行粗定位,再采用圆周差分法对外圆参数进行准确计算.该算法通过使用极坐标作为聚类特征及放宽模糊聚类的聚类条件,提高了虹膜定位算法的鲁棒性.实验结果表明,该方法有效提高了非理想情况下虹膜图像的定位精度.     

一种快速模糊聚类分割算法

本文把区域生长技术与FCM聚类方法结合起来,提出了一种快速FCM聚类分割算法.由于大大减少了参与聚类的样本数目,有效地提高了FCM聚类分割的速度.通过对遥感TM图像的分割实验,本算法比经典FCM聚类算法速度提高三倍以上.     

基于聚类和超限学习机分类模型的跌倒检测算法

针对视频跌倒检测中对目标运动状态描述不完整和识别准确率不高的问题,提出一种基于聚类和超限学习机分类模型的跌倒检测算法,通过聚类算法对视频进行关键帧采样,建立特征模型,构建基于超限学习机的跌倒检测分类器,从而实现对跌倒行为的判断。结果表明:采用聚类的方法提取关键帧能够有效地剔除冗余图像帧,提高算法的准确度,也证明了超限学习机分类模型相较于其他分类器具有更好的分类性能。     

基于顾及像素空间信息的加权FCM聚类的图像分割

针对标准的FCM算法没有考虑像素的空间信息而对噪声比较敏感和没有考虑不同样本数据对聚类效果的不同影响的不足,提出了一种顾及像素空间信息的基于图像的灰度直方图加权的FCM聚类算法,它在Szilagyi等提出的算法基础上通过引入图像的灰度直方图加权对算法中的目标函数进行修改. 对人工合成图像和真实图像的数值模拟结果均显示出该算法的优良性能.     

荔枝采摘机械手果实识别与定位技术

针对采摘机械手在自然环境下对荔枝的识别和精确定位问题进行研究.通过分析自然环境成熟荔枝的颜色特征,选取HSV颜色模型进行阀值分割,去除荔枝图像的复杂背景,并利用模糊C-均值聚类法(FCM)对图像中荔枝果实和果梗进行分割,试验结果表明:有效识别果实和果梗的正确率为93.3％.通过计算果实“质心”与果梗的距离最大值确定荔枝采摘点,利用基于色调空间的彩色图像匹配法和极限约束法进行果梗采摘点的立体匹配,实现了采摘点的空间定位,定位试验结果表明:定位坐标中深度值误差小于3 cm,深度值误差率小于5.64％,能满足实际作业中荔枝采摘机械手的定位精度要求.     

改进遗传算法优化模糊均值聚类中心的图像分割

针对传统模糊均值聚类算法存在的问题, 提出一种改进遗传算法优化模糊均值聚类中心的图像分割算法. 首先在标准遗传算法的交叉操作中引入方向因子, 使参与交叉的个体向最佳个体靠近, 加快算法的收敛速度, 并通过增强群体间的信息共享机制提高算法的全局搜索能力, 避免了早熟收敛, 改善了全局解的精度; 然后采用改进遗传算法选择模糊均值聚类算法的初始聚类中心, 实现图像分割; 最后采用仿真实验测试算法性能. 实验结果表明, 相对于传统模糊均值聚类算法及其他图像分割算法, 本文算法在分割正确率、 分割速度及鲁棒性上均更优.     

基于粒子群优化和SOM网络的聚类算法研究

利用改进的粒子群优化算法(PSO)的优化性能,结合SOM网络模型,提出了一种基于粒子群优化算法和SOM网络的聚类算法(PSO/SOM),使用PSO对SOM网络进行训练来代替SOM的启发式训练方法.将PSO/SOM算法用于对Wine和Iris等数据集进行模式聚类识别,可以得到较优的聚类识别效果.相比标准SOM算法能有效提高网络映射的准确程度,降低网络的量化误差和拓扑误差,同时也降低了错聚率,实验结果验证了本算法的有效性.