本技术公开了一种基于深度卷积神经网络的菠萝成熟度的无损检测方法及系统,本发明涉及蔬果检测技术领域。包括以下步骤:获取已知表面纹理特征参数及颜色特征参数的菠萝外观图像,并对其进行预处理,形成样本图像。基于样本图像建立卷积神经网络预测模型,输入菠萝外观图像并输出相应的特征参数。采集待检测菠萝的外观图像,经过预处理后输入预测模型以获得特征参数,并计算成熟度判断系数。检测待检测菠萝的乙烯和二氧化碳浓度,对成熟度判断系数进行修正,得到精确判断系数。对判断阈值进行动态修正,将精确判断系数与动态阈值对比,发出不同的成熟度判断结果,提供更加精准和全面的成熟度评估,提供了更加高效、准确的决策支持。
背景技术
随着全球水果市场的不断发展,菠萝作为一种受欢迎的热带水果,受到越来越多消费者的青睐。消费者对于菠萝的需求不仅限于数量,更加关注其质量和成熟度。菠萝的成熟度直接影响其风味、口感和营养价值,因此,如何准确、快速地判断菠萝的成熟度,成为了农产品流通与销售中亟待解决的技术问题。目前,传统的菠萝成熟度检测方法多依赖于人工评估,这种方式不仅耗时耗力,而且因主观因素的影响,检测结果的准确性和一致性难以保证。此外,人工检测还面临着效率低、成本高等问题,难以满足现代农业生产和市场需求。
目前,基于图像的菠萝成熟度评估技术逐步得到研究和应用,已有部分研究尝试通过对菠萝外观的颜色、纹理、形态等特征进行分析,结合机器学习算法对其成熟度进行预测。例如,研究者们通过对菠萝的颜色特征(如绿色、黄色或橙色的分布情况)以及表面纹理(如斑点、线条等)进行特征提取,然后将这些特征输入到传统的机器学习模型中进行训练,从而实现对菠萝成熟度的评估。然而,这些方法仍然存在一定局限性:一方面,传统的机器学习方法在面对高维度的图像特征时常常需要人工设计特征,且特征选择的效果受限于专家的经验。
此外,菠萝的成熟度不仅涉及其外观,还与其内部的生物化学特性和生理变化密切相关。成熟过程中,菠萝会释放乙烯气体,这是一个重要的成熟信号。同时,菠萝表面硬度的变化、气体浓度的变化以及果实的大小、重量等都会对成熟度产生影响。为了能够准确判断菠萝的成熟度,需要综合考虑外观、气体特征及物理参数等多个因素,这在现有技术中仍然是一个难题。传统的成熟度判定方法未能实现对这些复杂因素的全面评估,因此对菠萝的成熟度判定精度和效率存在很大的提升空间。
现有技术中的,公开号为CN110736709A公开了一种基于深度卷积神经网络的蓝莓成熟度的无损检测方法,具体为先采摘不同成熟期的蓝莓样本,同时采集每时期采摘前蓝莓果实的彩色图像信息,对每时期的蓝莓进行叶绿素测定,构建蓝莓叶绿素预测含量网络BCPN,并输入蓝莓图像,随后进行框标记和打标签得到叶绿素含量预测数据集,训练叶绿素含量模型并对输出的叶绿素含量与果实的成熟度进行映射,通过值与值之间的映射之后,通过最终的预测结果映射值判断当前映射值所处的成熟度。但此方案中叶绿素含量与蓝莓的成熟度之间的关系可能受到其他因素(如环境条件、品种差异等)的影响。单纯依赖叶绿素含量来预测成熟度可能导致模型的精度和可靠性下降。因此仅凭一套检测系统一套判断逻辑算法进行笼统的检测不仅仅浪费资源,还使得检测系统的准确性、有效性降低。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实现思路