基于可见光机器视觉的棉花伪异性纤维识别方法-农业机械学报

２０１５年８月 农 业 机 械 学 报 第４６卷 第 ８期

ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１５．０８．００２

基于可见光机器视觉的棉花伪异性纤维识别方法

１，２ １，３ ４ １，５

王　欣 　李道亮 　杨文柱 　李振波

(１．中国农业大学信息与电气工程学院，北京 １０００８３；２．中国农业大学网络中心，北京 １０００８３；

３．中国农业大学北京市农业物联网工程技术研究中心，北京 １０００８３；４．河北大学数学与计算机学院，保定０７１００２；

５．中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室，北京 １０００８３)

摘要：为提高皮棉质量和皮棉中异纤的检测精度，提出了一种基于机器视觉的棉花伪异性纤维识别方法。皮棉经

过开松装置被制成薄棉层，检测通道两侧的相机对棉层进行拍摄，并将采集到的棉层及异纤和伪异纤图像保存到

工控机，通过图像分块及阈值分割等算法，提取伪异纤目标区域，统计获取区域的数个颜色、形状和纹理特征，基于

特征数据，分别使用ＢＰ神经网络、一对一有向无环图策略线性核函数支持向量机和径向基核函数支持向量机对两

大类棉花杂质进行分类识别。实验结果表明，９９１５％的伪异纤目标可被准确识别，径向基核函数支持向量机在棉

花异纤和伪异纤分类识别中，总分类正确率为９５６０％，能够满足在线检测的要求。

关键词：棉花异性纤维　识别　机器视觉　ＢＰ神经网络　支持向量机

中图分类号：Ｓ２４；ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８(２０１５)０８０００７０８

ＬｉｎｔＣｏｔｔｏｎＰｓｅｕｄｏｆｏｒｅｉｇｎＦｉｂｅｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＶｉｓｉｂｌｅ

ＳｐｅｃｔｒｕｍＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎ

１，２ １，３ ４ １，５

ＷａｎｇＸｉｎ 　ＬｉＤａｏｌｉａｎｇ 　ＹａｎｇＷｅｎｚｈｕ　ＬｉＺｈｅｎｂｏ

(１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ

２．ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ

３．ＢｅｉｊｉｎｇＥＲＣｆｏｒＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ

４．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００２，Ｃｈｉｎａ

５．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，

ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｌｅｖｅｌｏｆｌｉｎｔｃｏｔｔｏｎａｒｅｄｅｇｒａｄｅｄｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｆｏｒｅｉｇｎｆｉｂｅｒｓａｎｄ

ｏｔｈｅｒｈａｒｍｆｕｌｎｏｎｆｉｂｅｒｔｒａｓｈｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｍｉｘｅｄｉｎｔｏｉｔｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，

ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｍａｃｈｉｎｉｎｇ．Ｉｔｗｉｌｌｂｒｉｎｇｄｉｒｅｃｔｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｔｏｔｅｘｔｉｌｅｉｎ