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基于嵌入式系统的罗汉果种属识别研究

作　者: 王志高
导　师: 秦子雄
学　校: 广西师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 嵌入式系统罗汉果图像预处理特征提取图像识别
分类号: S567.239
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

罗汉果是桂林市著名特产,有极高的营养价值和药用价值,是广西区重要的经济作物。目前,罗汉果的种植、产品加工已经形成规模相当的产业链。本课题源于广西信息与通讯技术重点实验室开发基金项目《基于图像处理的罗汉果种属特征识别及其数据库建立研究》,主要针对目前罗汉果产业发展中存在的种属资源流失严重、品质退化的问题,研究利用图像处理和识别技术在嵌入式平台上实现对罗汉果种属的识别。在嵌入式系统上利用图像处理技术来识别罗汉果的种属,不但排除了人工识别过程中主观因素的干扰,而且更加快速、高效、便于推广和普及。本文主要研究内容和完成工作如下:1、结合课题要求和特点,确定了基于嵌入式系统的软硬件平台,提出了完整的在嵌入式平台上实现图像处理和识别算法的软硬件方案。2、提出了对罗汉果果实图像进行预处理的方案,并分别用MATLAB和标准C语言(ANSI C)实现了课题相关的各种预处理算法,既验证了图像预处理方案的可行性又为算法向嵌入式系统的移植做好了准备。3、同时利用MATLAB和标准C语言对罗汉果果实样本图像进行了颜色特征和几何形状特征的特征参数提取,并最终确定了选取包括R分量、G分量、B分量、周长、面积、圆形度等在内的共12个特征参数作为识别用特征参数。4、结合课题特点和需要,研究了图像识别的可行性方案,设计了BP人工网络图像识别器,完成了网络的训练,并基本实现了对罗汉果种属的识别。5、完成了课题整体的图像预处理、特征参数提取、图像识别各个部分的算法向嵌入式平台的移植,并在嵌入式平台上移植了MiniGUI图像用户接口,设计了简洁、友好的人机接口。经测试,系统的识别率达到预期目标,为本课题的后续研究打下了坚实的基础。同时只需要对嵌入式系统上的应用程序做适当修改,就可以将系统应用到其他需要进行图像识别的项目中,系统具有一定的可移植性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章引言  9-15
  第一节课题背景和研究意义  9-10
  第二节研究现状与趋势  10-11
  第三节嵌入式系统简介  11-13
    一、嵌入式系统的特点  11-12
    二、嵌入式系统的开发流程  12-13
  第四节课题研究内容及方案  13-14
    一、课题研究内容  13
    二、课题研究方案  13-14
  第五节论文结构  14-15
第2章系统整体设计及软硬件平台介绍  15-20
  第一节系统整体设计介绍  15-16
  第二节硬件平台介绍  16-18
  第三节软件平台介绍  18-19
  第四节本章小结  19-20
第3章图像获取与预处理  20-30
  第一节图像获取  20-22
    一、图像采集  20-21
    二、BMP 图像编码格式  21-22
  第二节灰度变换  22-23
  第三节图像分割  23-24
  第四节图像的中值滤波  24-27
    一、中值滤波原理  25-26
    二、中值滤波的C 语言实现和效果  26-27
  第五节边缘检测  27-28
  第六节轮廓提取  28-29
  第七节本章小结  29-30
第4章罗汉果果实图像特征提取  30-38
  第一节颜色特征的提取  30-32
  第二节几何特征的提取  32-37
    一、长度和宽度特征的提取  32-33
    二、周长特征的提取  33-35
    三、面积特征的提取  35
    四、矩形度特征的提取  35-36
    五、圆形度特征的提取  36
    六、伸长度特征的提取  36-37
  第三节几何特征的提取  37-38
第5章罗汉果种属识别  38-53
  第一节图像识别概述  38-39
  第二节人工神经网络基本原理  39-47
    一、人工神经网络概述  39-42
    二、标准BP 算法  42-45
    三、BP 网络训练模式  45-46
    四、标准BP 算法的改进  46-47
  第三节 MATLAB 平台上BP 神经网络图像识别器的设计和训练  47-52
    一、BP 网络的设计  47-48
    二、训练样本的选取和BP 网络的训练  48-49
    三、仿真结果及其分析  49-52
  第四节用标准C 语言设计和训练BP 神经网络图像识别器  52
  第五节小结  52-53
第6章嵌入式开发环境的构建和算法移植  53-62
  第一节嵌入式系统开发环境的构建  53-54
    一、嵌入式交叉编译环境的搭建  53-54
    二、开发环境中其他服务的配置  54
  第二节 Bootloader 简介  54-55
  第三节内核的编译与配置  55-56
    一、嵌入式Linux 内核简介  55
    二、嵌入式Linux 内核的编译与配置  55-56
  第四节图像识别算法移植  56-57
  第五节根文件系统的制作  57-61
  第六节系统整体测试结果及分析  61
  第七节小结  61-62
第7章总结和展望  62-63
参考文献  63-65
攻读硕士期间科研成果  65-66
致谢  66-67

基于嵌入式系统的罗汉果种属识别研究

内容摘要

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