基于组合平均差异系数的粮食种子识别.pdf

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1、第43卷第4期红外与激光工程2014年4月VO1．43NO．4InfraredandLaserEngineeringApr．2014基于组合平均差异系数的粮食种子识别洪亮(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要：植物种子图形是典型的具有一定对称性的准凸边界平面图形，发展对其简单而快速的识别方法有实际意义。利用图形的伪最小外接矩形及形心提取其8个形状特征参数。提出“形状差异系数”的概念并据此实现了多特征图形对象间相似性的度量。提出“对内形状差异系数”的概念并据此发展了多特征图形对象“二选一”的识别方法。提出“组合平均差异系数”的概念并

2、据此发展了多特征图形对象“多选一”的识别方法。用大米等种子的识别实验验证了该方法的有效性。关键词：伪最小外接矩形；图形对象类；类间区分度；形状差异系数；组合平均差异系数中图分类号：0235文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)04—1344—08GrainseedsidentificationbasedonmeanofcombinationcoeficientofshapediferenceHongLiang(SchoolofMechanical，Electronic＆InformationEngineering，ChinaUniversi

3、tyofMining＆Technology—Beijing，Beijing100083，China)Abstract：AseedSgraphicusuallyhasaquasi-convexboundaryandsymmetry，thedevelopmentofitssimpleandrapididentificationmethodshavepracticalsignificance．Usingthepseudominimumboundingrectangle(PMBR)andcentroid，8ofaobjectSfeatureinformations

4、wereextracted．Basedonthecoefficientofshapedifference(COSD)，thesimilaritybetweenmulti—featureobjectsweremeasured．BasedontheCOSDinaclasscouple，amulti-featuregraphicobject”alternative”identificationmethodwasdeveloped．Basedonthemeanofcombinationcoefficientofshapedifference(MOCCOSD)，am

5、ulti-featuregraphicobject”oneofmany”identificationmethodwasproposed．Identificationsofriceandotherseedsvalidatedthemethods．Keywords：pseudominimumboundingrectangle(PMBR)；graphicobjectclass；discriminantvalidityoftwoclasses；coeficientofshapedifference(COSD)；meanofcombinationcoefficien

6、tofshapedifference(MOCCOSD1收稿日期：2013—08一ll；修订日期：2013—09—18基金项目：国家自然科学基金(51074169)作者简介：洪亮(1973一)，男，博士，副教授，主要从事模式识别、光学测量、图像处理等方面的研究工作。Email：infullsail@126．com第4期洪亮：基于组合平均差异系数的粮食种子识别1345对象的外接矩形，由于该矩形的性质与图形对象的0引言最小外接矩形类似．称其为图形对象的伪最小外接矩形。植物种子识别是图像识别领域的一个典型问如图1所示，P=((xi,y)li∈[1，Ⅳ])为某植物种

7、子题。目前较成功的识别方法f1．9】一般都须对被识别种的边界所围的图形，ABCD为其伪最小外接矩形，E、子拍摄较高精度的图像，提取较高级的图像特征(如F、G、日为P与外接矩形的切点，，为P的型心，0为均值、方差、偏度、峰值、能量、熵等)，采用复杂的识--．．．别算法。田间地头、农贸市场、仓库、生产线等场合有大量种子识别需求．但一般都不具理想的图像识别实验条件．适合这些场合的图像采集及处理设备应具有便携和实时处理的功能。对种子识别实时化的要求使得发展一种基于低精度图像、简单图像特征的植物种子快速识别算法具有现实意义。Ji91基于伪最小外接矩形的图像特征提取G

8、’。～-．．．．C图l图形的伪最小外接矩形图像有彩色图像、灰度图像