基于机器视觉的塑料瓶颜色分类系统设计文献综述
2020-04-29 03:04
1.1 设计的目的和意义
废旧塑料瓶的回收二次利用不仅保护环境,而且能够变废为宝。目前我国塑料瓶回收分类主要依靠人工操作来完成,但工作环境恶劣,不适合长时间工作,检测的效率更是不符合要求。塑料瓶因为其易于加工、经济实用等性能特点作为食品包装在生活中被广泛使用,若这些废旧塑料瓶处理不得当,随意丢弃势必会破化环境,危害百姓健康。目前国内外处理废旧塑料瓶的方法主要有:回收利用法、化学热解法、焚烧法和掩埋法等,除了回收利用,其余方法都对环境造成严重危害。近年来,环境污染的问题越来越严重,国际社会对废弃塑料的回收再利用越来越重视。废旧塑料瓶经过颜色筛检分类后,经过破碎、造粒、改性等流程,变成不同颜色的塑料颗粒,成为可以再次利用的再生原料。因此工业界正积极引进或开发高效率的自动回收装备。相比起使用人为进行检测作业,使用视觉检测设备具有可长时间连续工作、准确率高且稳定、能应用于恶劣的生产环境等优点。如今企业生产面临用工成本持续上涨、劳动为短缺的困扰,同时又在物联网、工业4.0等新兴产业的巨大需求下,逐步使用机器视觉检测系统代替人力检测作业迫在眉睫。本文研究了如何对图像的感兴趣区域提取、瓶身颜色的分类方法以及软件系统的设计等内容。
1.2 国内外研究现状和实现功能
目前,国内外对基于机器视觉的研究已经较为深入,各方面的技术也趋近成熟。自从20世纪80年代以来,机器视觉的研究一直属于现代高科技研究中一块非常活跃的研究领域,并且逐渐从实验室研究转向实际的应用。到90年代,计算机视觉在工业环境中得到广泛应用,同时,基于多视几何的视觉理论也得到迅速发展。目前,在欧美、日本等发达国家机器视觉技术发展的相对较快,相应的应用也较为成熟,其应用则主要集中在电子行业和半导体行业。在国外,机器视觉技术已经可以清楚分为三个部分:底层开发部分、二次开发部分、最终使用部分。
Wang[3]为了克服高分辨率的直方图包含较多冗余信息,而低分辨率的直方图又无法对颜色特征进行准确的描述的问题,建立量化方案与图像类型的交互信息,提出基于信息的颜色直方图,针对不同类型的图像使用不同分辨率的直方图,在图像检索方面有较好的应用。
Sticker和Orengo[4]提出一种简单高效的颜色特征表示方法一一颜色矩,有一阶矩(均值,mean)、二阶矩(方差,viarance)和三阶矩(斜度,skewness)等,该方法具有特征维度低,无需颜色空间量化等优点,并且能有效表述图像的颇色分布。
徐少平[5]提出一种基于HSV颜色空间直方图的图像直觉模糊模型,通过比对HSV空间不同的量化级数对相似度度量正确率的影响,并使用直觉模糊集合距离表述图像相似性度量进行图像的检索。
Weijer[6]将均匀颜色空间划分成若干个小立方体区域,将这些立方体的区域映射到11种基础颜色中去,通过统计图像中这11中基础颜色出现的频率
构建图像的颜色特征描述子,实验证明在图像检索中取得较好的效果。
苏清华[7]针对彩色图像颜色聚类模型,设计了基于差分演化的随机优化方法,在保持图像质量以及色彩准确性的同时使用尽可能少的颜色替换原图像中的颜色,对颜色复杂的材料进行颜色聚类,能有效降低高层次图像分析处理的难度及复杂度。
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