基于图像处理技术的蚕蛹性别识别应用研究

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1、基于图像处理技术的蚕蛹性别识别应用研究摘要：基于目前蚕蛹雌雄分类工作由人工进行为了提高生产效率，减轻劳动强度，实现蚕蛹雌雄性别的自动识别，文章提出了一种应用图像处理的蚕蛹性别自动识别方法，利用CCD摄像机获取蚕蛹的样本像，应用MATLAB软件编程实现了样本图像的灰度化、二值化、图像分割、图像滤波、图像形态学处理、边缘检测和特征量提取等处理，完成了蚕蛹自动识别通过对实验数据回归分析，实验表明采用图像处理方法得出蚕蛹的准确识别率为96%,为实现自动识别分拣处理提供重要依据，对实际应用具有重要意义。关键词：图像处理；蚕蛹性别；特征提取；MATLAB引言我国是蚕茧生产大国，据统计，

2、我国蚕茧产量达到世界产量的八成左右，因此，蚕桑养殖业对我国的经济发展具有重要意义，在桑蚕养殖业中，蚕种的质量以及蚕丝的品质不仅与饲养桑叶的好坏、饲养环境以及饲养过程有很大的关系，蚕蛹的雌雄分选对蚕种质量同样有很直接的关系，因此，优良的蚕种是高质量蚕丝的第一步，为获得优良的蚕种，要对蚕蛹进行雌雄的识别。目前的现状是雌雄蚕蛹的分选工作由人工完成，生产效率低，劳动强度大，受主观影响严重。随着机器视觉技术的不断进步，它的应用范围也越来越广泛,包括工件的检测，机器人视觉等。数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机进行处理的过程。图像的数字处理是将连续的模拟图像变成离散的数

3、字图像后，用建立在特定的物理模型和数学模型基础上编制的程序（软件）控制，运行并实现种种要求的处理。近年来，数字图像处理技术日趋成熟，它广泛应用于空间探测、遥感、生物医学、人工智能以及工业检测等许多领域。文章依据雌雄蚕蛹不同的形体特征以及纹理特征的差异，提出以机器视觉的方式进行识别。利用MATLAB软件平台，通过对图像处理可以准确地进行识别，结果证明识别正确率较高，有效可行。1设计路线雌雄蚕蛹具有不同的特征，同一蚕蛹品种以及相同的饲养条件下，体型上，雌蛹体型较大，腹部末端呈圆形状，雄蛹体型瘦小，腹部末端呈尖状。在性状特征上，雌蛹有‘X’状的交叉线，雄性蚕蛹有褶皱的点，鉴于此特

4、征，通过机器视觉的方式，对蛹体的体型以及性状特征来进行识别，雌雄蚕蛹性状特征如图1所示：首先设计图像的自动获取装置，将采集到的图像进行处理，包括灰度化，二值化，图像滤波处理，图像分割，形态学处理以及图像特征的提取识别等。具体路线如图2所示。2图像获取及图像预处理2.1材料与方法图像采集系统由CCD数码摄像机、计算机、光照箱和环形光源等组成。CCD数码摄像机由大恒图像公司生产，型号为MER-125-30UM型；计算机配置为2.8GHzCPU,4GB内存和500G硬盘；照明装置采用直流供电、无频闪和光照均匀的LED环形光源；本实验采用透明的PVC材料作为输送通道，以达到较好的分

5、图像采集效果。灯箱采用全封闭进行摄像，避免外界光线对样本图像采集造成影响。样本图像采集的大小设定为统一特定尺寸的RGB彩色图像。选用MATLAB12.0软件对采集的样本图像进行处理2.2图像预处理在图像的采集过程中，会受到多种因素的干扰，如拍摄环境，设备图像传感器以及传输信道等，采集到的图像包含了除目标图像以外的图像以及噪声，都会给目标对象的提取增加困难，因此，必须对图像进行必要的预处理，从而得到更准确的信息，预处理包括图像的裁剪、灰度化、二值化、图像滤波以及增强，形态学操作以及特征提取分析等。2.3图像裁剪为了更好地预处理和分析，去除干扰的图像信息，裁剪统一特定尺寸的图像

6、可以更好的对图像进行处理和分析。2.4图像灰度化在进行图像处理与检测时，更多考虑的是图像的亮度，即主要是针对灰度图像。现通过CCD工业相机采集的到的图像属于24位真彩色图像，在进行图像处理与检测时，必须要进行一些转换，这样才能方便后面的后续处理。读取到图片文件后，在不影响图像质量情况下普遍采用加权平均值法将子图像转换为灰度图像，公式如下：gray=0.3R+0.59G+0.11B式中gray—转换后的像素灰度值；R、B、G—像素红色、蓝色和绿色分量值。matlab利用rgb2gray函数将RGB图像进行灰度化处理，格式如下：l=imread(filename)；I=rgb2

7、gray(I)；2.5图像的阈值分割后续的识别研宄需要从二值图像中提取特征参数，因此要通过阈值分割对图像进行二值化处理，阈值选取至关重要，选取过大会丢失目标信息，选取过程会包含不必要的背景，增加难度，降低效率。文章中根据图像背景和目标对象差异较大以及直方图特性，采用全局阈值法进行二值化，效果如图3所示。matlab函数im2bw可以通过设定亮度阈值进行二值化处理，函数调用格式如下：BW=im2bw(I,level)2.6图像滤波在图像获取以及二值化处理过程中，图像会受到噪声的干扰，为了抑制噪声改善图像质量，要对图像