Técnica de segmentación basada en parches multifuncionales en el espacio de color RGB centrado en gris para mejorar el reconocimiento de objetivos de manzana
Autores: Fan, Pan; Lang, Guodong; Guo, Pengju; Liu, Zhijie; Yang, Fuzeng; Yan, Bin; Lei, Xiaoyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Técnica de segmentación basada en parches multifuncionales en el espacio de color RGB centrado en gris para mejorar el reconocimiento de objetivos de manzana
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Sistema de visión
Robots recolectores de manzanas
Técnica de segmentación de imágenes de manzanas
Espacio de color RGB centrado en gris
Algoritmo de agrupamiento K-means
Cosecha robótica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En el sistema de visión de robots recolectores de manzanas, el principal desafío es identificar rápidamente y con precisión los objetivos de manzanas con variaciones de halación y sombras en sus superficies. Para resolver este problema, este estudio propone una novedosa técnica de segmentación de imágenes de manzanas basada en parches y con múltiples características, utilizando el espacio de color rojo-verde-azul (RGB) centrado en gris. El método desarrollado presenta un proceso de selección de múltiples características, que elimina el efecto de halación y sombras en las imágenes de manzanas. Al explorar todas las características de la imagen, incluyendo halación y sombras, en el espacio de color RGB centrado en gris, el algoritmo propuesto, que es una generalización del algoritmo de agrupamiento K-means, proporciona un resultado eficiente de segmentación de objetivos. El método propuesto se probó en 240 imágenes de manzanas. Ofreció una tasa de precisión promedio del 98.79%, una tasa de recuperación del 99.91%, una medida F1 del 99.35%, una tasa de falsos positivos del 0.04% y una tasa de falsos negativos del 1.18%. En comparación con los métodos de segmentación clásicos y algoritmos de agrupamiento convencionales, así como los populares algoritmos de segmentación de aprendizaje profundo, el método propuesto puede funcionar con alta eficiencia y precisión para guiar la recolección robótica.
Descripción
En el sistema de visión de robots recolectores de manzanas, el principal desafío es identificar rápidamente y con precisión los objetivos de manzanas con variaciones de halación y sombras en sus superficies. Para resolver este problema, este estudio propone una novedosa técnica de segmentación de imágenes de manzanas basada en parches y con múltiples características, utilizando el espacio de color rojo-verde-azul (RGB) centrado en gris. El método desarrollado presenta un proceso de selección de múltiples características, que elimina el efecto de halación y sombras en las imágenes de manzanas. Al explorar todas las características de la imagen, incluyendo halación y sombras, en el espacio de color RGB centrado en gris, el algoritmo propuesto, que es una generalización del algoritmo de agrupamiento K-means, proporciona un resultado eficiente de segmentación de objetivos. El método propuesto se probó en 240 imágenes de manzanas. Ofreció una tasa de precisión promedio del 98.79%, una tasa de recuperación del 99.91%, una medida F1 del 99.35%, una tasa de falsos positivos del 0.04% y una tasa de falsos negativos del 1.18%. En comparación con los métodos de segmentación clásicos y algoritmos de agrupamiento convencionales, así como los populares algoritmos de segmentación de aprendizaje profundo, el método propuesto puede funcionar con alta eficiencia y precisión para guiar la recolección robótica.