面向智能分類回收的塑料瓶機(jī)器視覺識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、塑料瓶作為食品包裝在生活中被廣泛使用，若廢舊塑料瓶處理不得當(dāng)，隨意丟棄勢必會(huì)破壞環(huán)境，危害百姓健康。近年來，環(huán)境污染的問題越來越嚴(yán)重，國際社會(huì)對廢棄塑料的回收再利用越來越重視。廢舊塑料瓶經(jīng)過顏色篩檢分類后，經(jīng)過破碎、造粒、改性等流程，變成不同顏色的塑料顆粒，成為可以再次利用的再生原料。目前我國塑料瓶回收分類主要依靠人工操作來完成，但是工作環(huán)境惡劣，不適合長時(shí)間工作，且人工操作效率低下，因此工業(yè)界正積極引進(jìn)或開發(fā)高效率的采用機(jī)器視覺技術(shù)的

2、自動(dòng)回收裝備，但由于識(shí)別分類的準(zhǔn)確率低，因此回收效率依然偏低。本文以提高自動(dòng)回收設(shè)備識(shí)別分類的準(zhǔn)確率為目的，圍繞形狀匹配和顏色分類相關(guān)方面展開研究。
　　第一章介紹常見的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及其關(guān)鍵組成部分。綜述了形狀匹配和顏色聚類關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀。給出研究問題的背景，闡述了本文的主要研究內(nèi)容和研究意義，介紹了本文的組織結(jié)構(gòu)。
　　第二章提出基于雙閾值分割的圖像感興趣區(qū)域提取方法，該方法能有效提取圖像中的感興趣區(qū)域

3、，為高層次的圖像處理做準(zhǔn)備工作。通過對背景顏色進(jìn)行建模，利用雙閾值分割方法將圖像的前景和背景分割，分割出的前景區(qū)域?yàn)閳D像的感興趣區(qū)域，為第三章中形狀匹配和第四章的顏色分類奠定了基礎(chǔ)。
　　第三章提出基于輪廓點(diǎn)空間位置關(guān)系的形狀匹配方法，該方法通過使用形狀匹配的方法解決塑料瓶重疊瓶身對于瓶身顏色造成干擾的問題。識(shí)別出傳送帶上重疊的瓶子，從而能降低重疊的不同色塑料瓶對顏色分類造成的干擾。首先針對分割后的二值化輪廓使用輪廓追蹤算法獲得輪

4、廓點(diǎn)集，提出了基于輪廓點(diǎn)空間位置關(guān)系的輪廓形狀特征提取方法，并使用支持向量數(shù)據(jù)描述(SVDD)的特征匹配方法進(jìn)行輪廓特征的匹配。該方法能有效的獲取輪廓的形狀特征并進(jìn)行匹配，準(zhǔn)確的完成塑料瓶重疊瓶身的識(shí)別。
　　第四章提出基于K均值聚類的顏色分類方法，該方法通過使用顏色聚類的方法解決不平整的塑料瓶身在光照下顯示出不同顏色的問題。首先根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場景確定了顏色類別的數(shù)量和類型，通過統(tǒng)計(jì)訓(xùn)練樣本的信息特征來初始化聚類中心，并明確顏色聚

5、類過程的終止條件，聚類得到各類別顏色的標(biāo)準(zhǔn)模板。使用標(biāo)準(zhǔn)模板色構(gòu)建調(diào)色板，建立待分類樣本各個(gè)像素點(diǎn)與調(diào)色板中顏色之間的映射關(guān)系，統(tǒng)計(jì)調(diào)色板中顏色出現(xiàn)的頻率作為待分類樣本的顏色描述特征。
　　第五章介紹本文設(shè)計(jì)的塑料瓶回收智能識(shí)別分類系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成和具體的工作流程，實(shí)現(xiàn)了本文提出的基于雙閾值分割的圖像感興趣區(qū)域提取方法基于輪廓點(diǎn)空間位置關(guān)系的形狀匹配方法和基于K均值聚類的顏色分類方法，最后驗(yàn)證了本文方法的有效性，同時(shí)找出了其中識(shí)