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基于改进人工蜂群模糊聚类的葡萄图像快速分割方法
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:2015
  • 页码:23-28
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广州510642, [2]天津职业技术师范大学机械工程学院,天津300222
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(31171457)
  • 相关项目:多类水果采摘机器人夹割变切模型及其行为控制
中文摘要:

为解决基于模糊C-均值聚类(FCM)的图像分割算法需要预先给定初始聚类数目和聚类中心,易使得算法陷入局部最优的问题,提出一种改进的人工蜂群优化模糊聚类的图像分割方法。该方法在传统的人工蜂群的基础上进行优化,以FCM算法中目标函数为基础改进人工蜂群的适应度函数,运用蜂群行为中的采蜜蜂、跟随蜂和侦察蜂的分工合作来快速求解图像中的最优初始聚类中心,将求出的最优聚类中心输入给FCM进行处理,根据最大隶属度原则对果实图像进行分割。以300幅不同光照情况下拍摄的夏黑葡萄果进行分割试验,试验结果表明,改进的图像分割方法能更快地将水果从自然环境中分割识别出来,单幅图像平均分割时间为0.219 3 s,正确分割率达到90.33%,能满足采摘机器人及水果分级系统对目标图像的实时性要求。

英文摘要:

The image segmentation algorithm based on the fuzzy C-average clustering (FCM) needs initial cluster number and cluster center in advance, which make the algorithm easy to fall into local optimum. An image segmentation method based on improved artificial swarm optimization fuzzy clustering was proposed. The optimization of proposed method was conducted on the basis of the traditional artificial colony. The fitness function of artificial colony was improved by using objective function of FCM algorithm. With the collaboration of bee colony, follow bees and computerized bee, the optimal initial clustering center could be solved quickly. Then the optimal initial clustering center was input into FCM and image segmentation was finally realized by using maximum membership principle. The fruit segmentation experiment was carried out with 300 'summer black' grape photos taken under frontlight, backlight and normal light illumination conditions. The experiment proves that the proposed method can identify fruit from the natural environment quickly. The average time for segmentation was 0. 219 3 s per photo and accuracy was 90. 33%. The time consuming was shorter and the accuracy was higher than OTSU and traditional FCM algorithm. It can meet the real-time requirement of picking robot and fruit grading system.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884