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基于X射線和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異物水餃識別
來源:食品科學(xué)網(wǎng) 閱讀量: 227 發(fā)表時間: 2019-09-26
作者: 王 強,武 凱,王新宇,孫 宇,楊曉燕,樓曉華
關(guān)鍵詞: 盒裝水餃;X射線;異物識別;卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);特征向量;食品安全
摘要:

針對盒裝水餃中的異物嚴重危害消費者身心健康,以及傳統(tǒng)金屬檢測機只能檢測金屬、檢測結(jié)果無法直觀可視的現(xiàn)狀,建立一種基于LeNet卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural networks,CNN)模型的異物水餃識別方法,對含有金屬鋼球、鐵絲、螺釘、石頭和玻璃5 種異物的X射線水餃圖像進行檢測。首先利用X射線檢測設(shè)備獲取無異物和異物水餃圖像,對圖像進行去噪和對比度拉伸變換處理。其次,采用批量歸一化方法、Softmax線性回歸分類器,以ReLu為激活函數(shù)、Max-Pooling為下采樣方法,對設(shè)計的CNN模型進行優(yōu)化、訓(xùn)練和驗證。利用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型對無異物和異物水餃圖像各100 幅進行測試,結(jié)果表明:該方法可以精確地識別異物水餃,識別率為99.78%。最后,通過提取局部二值模式、方向梯度直方圖和Gabor常規(guī)紋理特征作為識別無異物和異物水餃的特征向量,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(support vector machine,SVM)、K最鄰近分類器、AdaBoost分類器、樸素貝葉斯分類器和決策樹類器對水餃圖像進行識別,將識別結(jié)果與本實驗網(wǎng)絡(luò)模型進行對比,驗證了本實驗算法的優(yōu)越性和所提取特征的有效性。該研究為食品中的異物檢測提供了新的思路,有利于保障食品安全。

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