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地区：浙江-湖州;
开云优惠体育网页版入口开云优惠体育网页版入口名称：基于深度学习和光谱成像的蚕茧分选技术研究与应用
开云优惠体育网页版入口发布时间：2024-01-08
地区：浙江省-湖州市
开云优惠体育网页版入口单位及地址：
1 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 湖州市安吉路299号
2 中国计量大学 浙江省杭州市钱塘区学源街258号
开云优惠体育网页版入口完成人（完成单位）及参与情况：
1 汪小东 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 项目负责人
2 叶飞 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 项目实验设计及项目申请、验收管理
3 李子印 中国计量大学 项目设计
4 金君 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 实验分析测试
5 杨娟亚 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 实验分析测试
6 姚晓娟 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 实验分析测试
7 朱惠琴 湖州市质量技术监督检测研究院（湖州市纤维质量监测中心） 负责项目预算管理
8 孔繁圣 中国计量大学 项目算法设计
9 王启真 中国计量大学 机器视觉算法
技术领先度：国内领先
开云优惠体育网页版入口介绍：
1、课题来源和背景 项目为浙江省市场监督管理局NQI项目（编号：20210146） 2、研究目的和意义 传统的生丝生产管理是采用人工进行筛。杂诓煌分、不同种类的混合蚕茧，将其中的上车茧挑选出来，实际筛选过程中需要对每一粒蚕茧进行判别，面对成批次的蚕茧。另外，在蚕茧质量评测时，一般需要对蚕茧数量进行计数，目前很多企事业单位仍采用人工计数方式。这种分选和计数方法呈现了效率低、准确率低、人工成本高和自动化水平差等问题。 随着计算机视觉和机器学习技术的发展，对蚕茧进行分类和计数。目前，也取得了一定的进展。但以往的图像分割算法在某些情况下不能很好适应被分割的目标，造成分割的错误。同时，精确地对蚕茧进行分类识别仍存在较大困难；蚕茧中的下车茧种类繁多，有些类型下车茧之间的差异性不明显；不同环境下背景多变，造成蚕茧图像边缘常：磺，蚕茧分割存在困难；另外，目前并没有较好的蚕茧图片数据库，对基于深度学习的蚕茧分类识别造成了较大的困难。 针对目前市场上蚕茧分选和计数技术存在的不足，拟应用光谱成像、机器视觉和深度学习技术，研究基于表面缺陷的蚕茧分选识别理论，对上车茧和各类下车茧进行自动识别；研究基于机器视觉的粘连蚕茧分割算法，研发粘连蚕茧自动计数设备。该项目研究拟攻克蚕茧智能分选和计数难题，对实现蚕茧生产和市场流通的信息化管理，提高蚕业综合效益具有重要意义。 3、主要论点和论据 （1）解决蚕茧图像采集平台中成像质量容易受到环境光变化影响的问题，研究硬件平台建设方案，以采集蚕茧清晰图像。 （2）针对目前缺少蚕茧图像数据库的实际情况，建立蚕茧数据库，用于训练深度卷积神经网络。 （3）针对目前缺少粘连蚕茧快速计数设备的情况，提出基于机器视觉的粘连蚕茧分割算法，开发基于机器视觉的粘连蚕茧自动计数设备。 （4）针对目前缺少快速、高准确率的蚕茧分选算法的事实，拟提出基于图像集标签学习和上下文建模的蚕茧分类识别算法。 （5）将硬件平台和分选算法进行融合和优化，开发基于深度学习和光谱成像的蚕茧识别平台。 4、创见与创新 （1）提出的基于机器视觉的蚕茧计数装置和蚕茧分选装置，将摄像头、光源、蚕茧分层布局，使计数装置结构简单、操作方便，分选装置上料、识别和分选稳定可靠。 （2）提出的蚕茧分割计数算法利用多层次的距离变换，在保证单个蚕茧不被分割的情况下逐步将粘连蚕茧进行分离；再将多层次的距离变换后的图像作为种子，利用分水岭算法，将蚕茧进行分割开来。在针对蚕茧的目标分割测试中，利用多层次距离变换的粘连蚕茧分割计数算法的计数精度达到99.97%，其中计数100%准确的占97.08%。算法能在保证不将单个蚕茧分割开的基础上，将蚕茧都分割开来。 （3）提出的结合深度学习与图像处理的黄斑茧识别算法引入空洞卷积改进YOLOv5s网络，利用改进后的网络对不同类别标签的蚕茧图片进行训练和预测；在此初识别基础上，对网络预测结果置信度小于70%的图片进行图像处理二次判别，在原始图片上根据网络预测的锚定框提取出蚕茧所在区域，经背景分割预处理后单独提取蚕茧HSV颜色模型中S通道图，在S通道图上分析蚕茧黄斑颜色特征，统计表面黄斑区域的面积占比和平均饱和度，并设定双阈值进行二次识别。经测试，该算法识别上车茧和黄斑茧的平均准确率达到94.94%，单张图片初识别加二次识别总时间为318.5 ms。 5、社会经济效益，存在主要问题 本项目研究了蚕茧计数与分选识别中的关键技术，已经开发出蚕茧自动计数设备和蚕茧自动分选设备并投入使用，将先进技术转化为了生产力，产生较大的经济效益；研发的自动识别技术也趋于成熟，未来将能明显减低蚕茧识别的效率、人力成本和劳动强度，增加企业效益；开发了蚕茧分割计数和品质检测软硬件平台各一个，用于相关算法的研发和效果展示。可推广蚕茧自动计数和蚕茧分选设备，对行业的健康发展具有很好的指导作用。技术的推广具有良好的社会效益。但是，虽然本项目研究了蚕茧分割计数的硬件装置、蚕茧分选的硬件装置、自动分割计数算法和自动识别算法，取得了良好的研究开云优惠体育网页版入口，研发出两种相关设备，但也有不足之处：（1）研发的基于机器视觉的粘连蚕茧自动计数设备仅适用于单层蚕茧的计数，蚕茧存在层叠时会造成计数的不准确；（2）研发的基于深度学习和光谱成像的蚕茧分选设备基于蚕茧表面的图像进行识别，目前不支持对内部存在缺陷的蚕茧进行识别分选。 6、历年获奖情况 无 7、开云优惠体育网页版入口简介 项目基于光谱成像、机器视觉和深度学习技术，研发蚕茧智能计数设备与分选平台，提高蚕茧分选的效率和准确性，降低人工成本。项目开发基于机器视觉的粘连蚕茧自动计数设备一套，对单层蚕茧的计数准确率达到99%以上，可连续无故障运行时间72小时以上，技术水平达到国内领先水平，该设备可用于蚕茧相关企事业单位对蚕茧的快速计数；开发基于深度学习和光谱成像的蚕茧分选平
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