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《农业工程学报》 2015年10期
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苹果采摘机器人夜间图像降噪算法

贾伟宽  赵德安  阮承治  沈甜  陈玉  姬伟  
【摘要】:苹果采摘机器人图像处理系统采集到的实时夜间图像含有大量的噪声,影响采摘效率。通过差影法对夜间图像进行噪声分析,判定其噪声类型为以高斯噪声为主,并伴有部分椒盐噪声的混合噪声。针对高斯噪声去除难题,将独立成分分析(independent component analysis,ICA)理论引入夜间图像降噪,并尝试采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对ICA进行优化,建立基于PSO优化的ICA降噪算法(PSO-ICA),以期最大限度地降低夜间图像的噪声污染。利用标准Lenna图像和自然光下的苹果图像,进行仿真试验,结果表明PSO-ICA方法降噪效果最为理想。然后对白炽灯、荧光灯、LED灯3种不同的人工光源下采集到10个样本点的夜间图像进行验证试验,结果表明,从视觉效果评价,在3种人工光源环境下,PSO-ICA降噪方法得到低噪图像均表现为噪点明显减少;从相对峰值信噪比(relative peak signal-to-noise ratio,RPSNR)看,在3种人工光源下的平均值,PSO-ICA得到的低噪图像,分别比原始图像、均值滤波降噪和ICA降噪得到的图像的相对峰值信噪比提高21.28%、12.41%、5.53%;从运行时间看,PSO-ICA方法较ICA方法的运行时间平均减少了49.60%。PSO-ICA方法用于夜间图像降噪有着独到的优势,为实现苹果采摘机器人的夜间作业打下坚实的基础。

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨竹青,李勇,胡德文;独立成分分析方法综述[J];自动化学报;2002年05期
2 赵匀,武传宇,胡旭东,俞高红;农业机器人的研究进展及存在的问题[J];农业工程学报;2003年01期
3 方建军;移动式采摘机器人研究现状与进展[J];农业工程学报;2004年02期
4 郭峰;曹其新;崔永杰;永田雅辉;;用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法(英文)[J];农业工程学报;2008年10期
5 杨福增;田艳娜;杨亮亮;何金伊;;基于杂交小波变换的农产品图像去噪算法[J];农业工程学报;2011年03期
6 宋怀波;何东健;韩韬;;Contourlet变换为农产品图像去噪的有效方法[J];农业工程学报;2012年08期
7 彭波,孙一林,崔永普;渔场夜间监控系统图像去噪算法[J];农业机械学报;2005年10期
8 朱凤武;于丰华;邹丽娜;岳仕达;;农业机器人研究现状及发展趋势[J];农业工程;2013年06期
9 项荣;应义斌;蒋焕煜;;田间环境下果蔬采摘快速识别与定位方法研究进展[J];农业机械学报;2013年11期
10 张春龙;张楫;张俊雄;李伟;;近色背景中树上绿色苹果识别方法[J];农业机械学报;2014年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 温效朔;;机器人技术在农业上的开发与应用现状[J];安徽农业科学;2007年11期
2 薛金林;徐丽明;;多功能农业机器人及其关键技术分析[J];安徽农业科学;2009年15期
3 王辉;程雪;李玉霞;;农业机器人应用进展初探[J];安徽农业科学;2009年16期
4 石玉秋;胡波;;收获机器手移动路线优化算法的研究[J];安徽农业科学;2010年16期
5 汪雨萌;钱桦;谭月胜;周满平;;五自由度采摘机械臂运动学通用算法应用[J];安徽农业科学;2012年03期
6 徐斌;;便携式水果分级采摘器的原理与应用[J];现代农业科技;2007年13期
7 陶欣;范闻捷;徐希孺;;高光谱数据组分信息的盲分解方法[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2008年01期
8 陶欣;范闻捷;徐希孺;;高光谱数据组分信息的盲分解方法[J];北京大学学报(自然科学版);2008年06期
9 陈智;黄琳琳;;基于ICA和BP神经网络相结合的掌纹识别[J];北京航空航天大学学报;2008年03期
10 李婷,邱天爽,牛杰;独立分量分析在脑电信号处理中的应用及研究进展[J];北京生物医学工程;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚天曙;丁为民;;农业机器人技术的研究现状与应用前景[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 杨洲;严梁立;李君;王慰祖;汪刘一;;果园采运机械化装备与技术[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 李明;;全方位视觉定位系统标识方位角研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 刘文思;耿艳峰;赵丹;于光金;张允宁;姜威;;ICA技术在两相流检测中的应用研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年
5 何新;史迎春;周献中;;一种基于独立分量分析的音频分类方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
6 杨慧中;高岩;丁锋;姜永森;;ICA在化工聚合过程监控与故障诊断中的应用[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
7 郭相科;刘进忙;曹学斌;张玉鹏;;子类独立分量分析在声目标识别中的应用[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
8 张殿明;时会美;;农业自动化领域中的机器人技术[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年
9 李舜酩;;转子振动信号的盲源分离研究[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
10 高瑞;刘刚;司永胜;刘兆祥;;苹果采摘机器人视觉系统研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李智国;基于番茄生物力学特性的采摘机器人抓取损伤研究[D];江苏大学;2011年
2 李伟;复杂网络特征结构的挖掘方法研究[D];南京理工大学;2010年
3 王飞;入侵检测分类器设计及其融合技术研究[D];南京理工大学;2011年
4 张起荣;基于子空间及双树四元数小波的人脸识别算法研究[D];重庆大学;2011年
5 宋小勇;园艺产品真空预冷过程温度检测与品质变化研究[D];上海交通大学;2011年
6 唐晶磊;喷药机器人杂草识别与导航参数获取方法研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 许洁;基于统计理论的工业过程性能监控与故障诊断研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 安秋;农业机器人视觉导航系统及其光照问题的研究[D];南京农业大学;2008年
9 叶柠;基于脑电信号的脑—机接口的关键技术与实验研究[D];东北大学;2010年
10 李邦宇;超宽带生物雷达成像及生命信号检测关键问题研究[D];沈阳工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李磊;分裂Bregman方法在图像处理中的应用[D];大连理工大学;2010年
2 车海波;基于独立分量分析理论的超声波检测图像复原技术[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 刘俊宁;基于LPP算法的人脸识别技术研究[D];江苏大学;2010年
4 张辉;温室环境下移动机器人的环境地图构建研究[D];昆明理工大学;2010年
5 姜涛;基于流处理器的采摘机器人图像加速系统研究[D];昆明理工大学;2010年
6 刘健;基于视觉的茄子采摘机器人目标识别研究[D];昆明理工大学;2010年
7 杨娜;果园自动喷雾控制系统研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 王韧;农业采摘机器人机械臂结构设计与分析[D];湖南农业大学;2010年
9 朱连云;独立成分分析在fMRI数据处理中的应用[D];浙江大学;2008年
10 尹哲;人耳及人脸融合的多模态身份识别[D];河北科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵刚;毛罕平;;农业机械机器视觉导航研究进展[J];安徽农业科学;2007年14期
2 薛金林;徐丽明;;多功能农业机器人及其关键技术分析[J];安徽农业科学;2009年15期
3 戴维;于盛林;孙栓;;基于Contourlet变换自适应阈值的图像去噪算法[J];电子学报;2007年10期
4 李万臣;邵斓;;基于AGA与GCV准则的小波阈值图像去噪研究[J];仪器仪表用户;2009年01期
5 张文革;刘芳;高新波;焦李成;;一种自适应多尺度积阈值的图像去噪算法[J];电子与信息学报;2009年08期
6 胡桂仙,于勇,王俊;农业机器人的开发与应用[J];中国农机化;2002年05期
7 李志杰;李倩倩;;光源的显色性理论[J];光源与照明;2008年02期
8 章琳;汪胜前;谢志华;甘丽新;舒正华;;基于遗传算法的多小波自适应阈值去噪研究[J];激光与红外;2008年02期
9 佟玲,郑育红;农业机器人——21世纪农业机械发展的趋势[J];机器人技术与应用;1996年05期
10 代彩红,于家琳;光源相关色温计算方法的讨论[J];计量学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吕继东;苹果采摘机器人视觉测量与避障控制研究[D];江苏大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王丽丽;郭艳玲;王迪;刘幻;;果蔬采摘机器人研究综述[J];林业机械与木工设备;2009年01期
2 张洁;李艳文;;果蔬采摘机器人的研究现状、问题及对策[J];机械设计;2010年06期
3 夏天;以色列的温室采摘机器人[J];山东农机化;1997年11期
4 方建军;移动式采摘机器人研究现状与进展[J];农业工程学报;2004年02期
5 宋健;张铁中;徐丽明;汤修映;;果蔬采摘机器人研究进展与展望[J];农业机械学报;2006年05期
6 崔玉洁;张祖立;白晓虎;;采摘机器人的研究进展与现状分析[J];农机化研究;2007年02期
7 田素博;邱立春;秦军伟;刘春芳;;国内外采摘机器人机械手结构比较的研究[J];农机化研究;2007年03期
8 吕宏明;姬长英;;视觉技术在农业采摘机器人中的应用及发展[J];江西农业学报;2008年02期
9 刘长林;张铁中;杨丽;;果蔬采摘机器人研究进展[J];安徽农业科学;2008年13期
10 蒋焕煜;彭永石;应义斌;;双目立体视觉技术在果蔬采摘机器人中的应用[J];江苏大学学报(自然科学版);2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 何蓓;刘刚;;果树采摘机器人研究综述[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
2 赵德安;姬伟;张超;李占坤;;果树采摘机器人控制系统设计[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
3 赵德安;吕继东;姬伟;陈玉;张颖;;果树采摘机器人及控制系统研制[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 石兴禄;邹湘军;卢俊;陈强;陈燕;王红军;刘天湖;;虚拟采摘机器人统一建模与三维动态仿真[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 刘继展;李萍萍;李智国;倪齐;;番茄采摘机器人真空吸盘装置设计及试验研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
6 袁挺;李伟;谭豫之;杨庆华;高峰;任永新;;温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取技术研究[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(下册)[C];2008年
7 魏锡光;王库;;仿自然环境条件下番茄采摘机器人设计研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报记者 段佳;果蔬采摘机器人有了三维视力[N];大众科技报;2009年
2 吕继东 赵德安 姬伟 陈玉;浅谈国内外采摘机器人[N];中国农机化导报;2014年
3 本报记者 吴佩;机器人摘棉花可以识别好与坏[N];农民日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 顾宝兴;智能移动式水果采摘机器人系统的研究[D];南京农业大学;2012年
2 刘继展;番茄采摘机器人真空吸持系统分析与优化控制研究[D];江苏大学;2010年
3 吕继东;苹果采摘机器人视觉测量与避障控制研究[D];江苏大学;2012年
4 黄铝文;苹果采摘机器人视觉识别与路径规划方法研究[D];西北农林科技大学;2013年
5 纪超;温室果蔬采摘机器人视觉信息获取方法及样机系统研究[D];中国农业大学;2014年
6 李智国;基于番茄生物力学特性的采摘机器人抓取损伤研究[D];江苏大学;2011年
7 吕强;柑橘采摘机器人工作场景信息感知技术与路径规划研究[D];江苏大学;2010年
8 戚利勇;黄瓜采摘机器人视觉关键技术及系统研究[D];浙江工业大学;2011年
9 谢忠红;采摘机器人图像处理系统中的关键算法研究[D];南京农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李占坤;果树采摘机器人控制系统研究与设计[D];江苏大学;2010年
2 赵庆波;果树采摘机器人控制与避障技术研究[D];江苏大学;2008年
3 陈天宏;双目采摘机器人路径优化设计的研究[D];东北农业大学;2010年
4 苏帅;猕猴桃采摘机器人信息感知的基础研究[D];西北农林科技大学;2013年
5 杨文亮;苹果采摘机器人机械手结构设计与分析[D];江苏大学;2009年
6 程辉;扰动状态下水果采摘机器人视觉空间定位[D];南华大学;2014年
7 李智国;番茄采摘机器人夹持系统的加减速过程研究[D];江苏大学;2009年
8 张高阳;基于位姿的苹果采摘机器人抓取研究[D];南京农业大学;2011年
9 王燕;黄瓜采摘机器人运动规划与控制系统研究[D];浙江工业大学;2010年
10 王韧;农业采摘机器人机械臂结构设计与分析[D];湖南农业大学;2010年
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