ES2505330B2 - Procedure for the automatic estimation of the components of the production of a vine cluster by artificial vision - Google Patents

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ES2505330B2 ES201400557A ES201400557A ES2505330B2 ES 2505330 B2 ES2505330 B2 ES 2505330B2 ES 201400557 A ES201400557 A ES 201400557A ES 201400557 A ES201400557 A ES 201400557A ES 2505330 B2 ES2505330 B2 ES 2505330B2
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Abstract

Procedimiento para la estimación automática de los componentes de la producción de un racimo de vid mediante visión artificial (1), que comprende las etapas siguientes:#a) Capturar una imagen RGB original (100) de un racimo de vid (200) con una cámara (301) en una campana de adquisición (300);#b - e) Procesar una imagen RGB original (100) para obtener una imagen con círculos definitivos (106) superpuesta a la imagen RGB original (100);#f) Realizar un modelo numérico del número de bayas (201) por racimo (200) en función del número de círculos definitivos de la imagen para estimar el número de bayas (201) por racimo (200);#g) Realizar un modelo numérico del peso del racimo (200) en función del número de círculos definitivos de la imagen para estimar el peso del racimo (200);#h) Calcular el peso medio de las bayas (201) del racimo (200).Procedure for the automatic estimation of the components of the production of a vine cluster by artificial vision (1), which comprises the following stages: #a) Capture an original RGB image (100) of a vine cluster (200) with a camera (301) in an acquisition hood (300); # b - e) Process an original RGB image (100) to obtain an image with definitive circles (106) superimposed on the original RGB image (100); # f) Perform a numerical model of the number of berries (201) per cluster (200) based on the number of definitive circles in the image to estimate the number of berries (201) per cluster (200); # g) Perform a numerical model of the weight of the cluster (200) based on the number of final circles in the image to estimate the weight of the cluster (200); # h) Calculate the average weight of the berries (201) of the cluster (200).

Description

Procedimiento para la estimación automática de los componentes de la producción de un racimo de vid mediante visión artificial. 5 Objeto de la invención Procedure for the automatic estimation of the components of the production of a vine cluster by artificial vision. 5 Object of the invention

La presente invención se refiere a un procedimiento que permite estimar de fonna automática, y sin destrucción de los racimos, los componentes de la producción de un 10 racimo de vid mediante visión artificial. The present invention relates to a method that allows the automatic production of a cluster of grapes by artificial vision to be estimated automatically and without destruction of the clusters.

La presente invención resulta de gran interés para el sector vitivinícola en general, y especialmente para la estimación de producción de cantidad y calidad de uva, The present invention is of great interest for the wine sector in general, and especially for the estimation of grape quantity and quality production,

15 Generalidades y estado de la técnica anterior más próximo 15 General and closest prior state of the art

El número de bayas (granos de uva), peso del racimo, y peso medio de las bayas, llamados componentes de la'producción, son parámetros clave para la estimación del rendimiento del viñedo. Estos parámetros tienen un impacto no sólo en el rendimiento 2 O del viñedo, sino también en la arquitectura del racimo y de su compacidad. Así los racimos compactos son más susceptibles a las enfermedades fúngicas, especialmente a Botrytis y a Oidio. Por otra parte, los componentes del rendimiento influyen en la calidad de la uva y del vino. La pérdida de la calidad de la uva está causada tanto por la incidencia de patógenos, como por la maduración heterogénea de las bayas que tiene The number of berries (grape grains), cluster weight, and average weight of the berries, called components of the production, are key parameters for estimating vineyard yield. These parameters have an impact not only on the 2 O yield of the vineyard, but also on the cluster architecture and its compactness. Thus, compact clusters are more susceptible to fungal diseases, especially Botrytis and Oidio. On the other hand, performance components influence grape and wine quality. The loss of grape quality is caused both by the incidence of pathogens, and by the heterogeneous ripening of the berries that it has

2 5 lugar en racimos compactos. A nivel enológico se prefieren racimos pequeños, con pocas bayas y pequeñas. 2 5 place in compact clusters. At the oenological level, small clusters with few berries and small are preferred.

La capacidad de predecir el rendimiento del vifledo se ha identificado en los últimos años como uno de los temas más rentables para el sector vitivinícola. La estimación del 30 rendimiento es un factor crítico para optimizar el manejo del viñedo y equilibrar entre crecimiento vegetativo y productivo. Hasta ahora se han utilizado varios métodos para la estimación del rendimiento de uva del viñedo, pero en general son destructivos, poco robustos y subjetivos. Típicamente, las predicciones de rendimiento se llevan a cabo utilizando el conocimiento de los rendimientos históricos de la viña, junto con las 35 mediciones realizadas manualmente en el campo. Estas mediciones de campo en general, consisten en el conteo de racimos por cepa y el peso la uva en unas pocas cepas del viñedo. Según Blom y Tarara (2009) 1IIIa precisión en la estimación del rendimiento de uva puede variar hasta un 20 % o más en algunos casos. Ferrer et al., (2004) 12) intentaron estimar el rendimiento en varios viñedos en Uruguay sobre la base de la The ability to predict the performance of the vifledo has been identified in recent years as one of the most profitable issues for the wine sector. The estimation of the 30 yield is a critical factor to optimize the management of the vineyard and balance between vegetative and productive growth. Until now several methods have been used to estimate the grape yield of the vineyard, but in general they are destructive, not very robust and subjective. Typically, performance predictions are made using knowledge of the vineyard's historical yields, along with the 35 measurements made manually in the field. These field measurements in general, consist of the cluster count by strain and the weight of the grapes in a few vineyard strains. According to Blom and Tarara (2009), the precision in the grape yield estimation can vary up to 20% or more in some cases. Ferrer et al., (2004) 12) attempted to estimate the yield in several vineyards in Uruguay based on the

4 O disección de yemas, pero su precisión fue muy escasa. Todos estos métodos actuales son destructivos, y requieren mucho tiempo y trabajo. Además, en general no realizan un número representativo y suficiente de medidas para poder obtener una estimación el rendimiento de forma precisa y robusta. 4 O dissection of yolks, but their accuracy was very poor. All these current methods are destructive, and require a lot of time and work. In addition, in general they do not perform a representative and sufficient number of measures to be able to obtain an accurate and robust performance estimate.

El procedimiento tradicional de estimación de los componentes de la producción de uva del vii'ieclo se realiza mediante el pesaje de los racimos y el conteo de bayas en laboratorio. Esto requiere que los racimos han de ser desgranados manualmente para después, pesar las bayas o colocarlas en una bandeja y ser fotografiadas en condiciones The traditional procedure for estimating the components of grape production of vii'ieclo is done by weighing the clusters and counting berries in the laboratory. This requires that the bunches have to be manually shelled for later, weigh the berries or place them on a tray and be photographed in conditions

5 controladas de luz para el posterior procesamiento de la imagen. Por lo tanto, este método es manual y destructivo. requiriendo el desgranado del racimo a muestrear. Además, por su laboriosidad, estos métodos manuales requieren una elevada mano de obra y tiempo de ejecución, por lo que los muestreos suelen ser pequeí'os, insuficientes y generalmente no representativos. 5 controlled light for subsequent image processing. Therefore, this method is manual and destructive. requiring the shelling of the cluster to be sampled. In addition, due to their industriousness, these manual methods require a high workforce and execution time, so the sampling is usually small, insufficient and generally not representative.

10 Otros sistemas permiten la estimación en campo del número de bayas mediante análisis de imagen, pero requieren la toma de imágenes por la noche (oscuridad total), para evitar la influencia de la luz solar; además no estiman el peso del raci mo ni el peso medio de las bayas. 10 Other systems allow the field estimation of the number of berries by image analysis, but require the taking of images at night (total darkness), to avoid the influence of sunlight; They also do not estimate the weight of the ration or the average weight of the berries.

15 El análisis de imagen se utiliza ampliamente en la industria agroalimentaria para la clasificación de la fruta. Esta tecnología permite la creación de sistemas capaces de estimar o predecir algunas de las características de los objetos inspeccionados sin la necesidad de contacto, de una manera rápida, fiable y precisa. Recientemente, Herzog 15 Image analysis is widely used in the agri-food industry for the classification of fruit. This technology allows the creation of systems capable of estimating or predicting some of the characteristics of the inspected objects without the need for contact, in a fast, reliable and precise way. Recently, Herzog

20 et al. (2014) 131 han mostrado resultados muy interesantes sobre el uso de análisis de imágenes para el fenotipado de la vid. La visión por computador se ha utilizado en viticultura para evaluar el estado vegetativo y productivo del vii'iedo. Recientemente, (Diago et al., 2014) 141 desarrollaron un nuevo algoritmo para evaluar el número de flores por inflorescencia utilizando análisis de imagen en condiciones de campo. 20 et al. (2014) 131 have shown very interesting results on the use of image analysis for vine phenotyping. Computer vision has been used in viticulture to assess the vegetative and productive state of vii'iedo. Recently, (Diago et al., 2014) 141 developed a new algorithm to evaluate the number of flowers per inflorescence using image analysis in field conditions.

25 Wycislo et al. (2008) 151 han utilizado diferentes parámetros O ratios para estimar la forma de las bayas en uva de mesa tales como la relación eje mayor/eje menor, forma y el valor de la compacidad. Recientemente, se ha desarrollado un nuevo método para la detección del pedúnculo del racimo de uva utilizando el análisis de imagen (Cubero et al., 2014) 16]. 25 Wycislo et al. (2008) 151 have used different parameters or ratios to estimate the shape of table grape berries such as the major axis / minor axis ratio, shape and the value of compactness. Recently, a new method for the detection of the grape cluster peduncle has been developed using image analysis (Cubero et al., 2014) 16].

30 Para llevar a cabo la detección de las bayas en un racimo, se deben realizar los dos siguientes pasos: La extracción de los contornos, y la detección de los circulas en la imagen, ya que ésta es la supuesta forma de una baya. Varios métodos de extracción de contorno se han desarrollado pero el más ampliamente utilizado son los basados en 35 operadores SobeJ y Canny. Ambos se basan en el gradiente de la intensidad en las imágenes; Canny es más avanzado, ya que incluye el operador de Sobel como un paso intennedio. La detección de circulas en las imágenes es otro problema clave que los in vestigadores han intentado resolver a partir de un número de diferentes enfoques. La transfonnada de Hough es probablemente el más ampliamente extendido, pero con un 30 To carry out the detection of the berries in a cluster, the following two steps must be performed: The extraction of the contours, and the detection of the circulars in the image, since this is the supposed form of a berry. Several contour extraction methods have been developed but the most widely used are those based on 35 SobeJ and Canny operators. Both are based on the gradient of intensity in the images; Canny is more advanced, since it includes Sobel's operator as an intentional step. The detection of circulars in the images is another key problem that researchers have tried to solve from a number of different approaches. Hough's transfonnada is probably the most widely spread, but with a

40 muy alto coste de cálculo. Grossetéte et al. (2012) 171 utilizaron el reflejo de la luz del flash de una cámara digital para contar el número de bayas por racimo verde. Este enfoque no se puede aplicar después del envero (inicio de maduración de la uva) porque la pruina afecta a la reflexión de la luz. No existen métodos disponibles sobre la evaluación del peso de la baya o del peso del racimo de uva utilizando el análisis de 40 very high calculation cost. Grossetéte et al. (2012) 171 used the flash light reflection of a digital camera to count the number of berries per green cluster. This approach cannot be applied after the envero (beginning of ripening of the grape) because the pruina affects the reflection of the light. There are no methods available for assessing berry weight or grape cluster weight using the analysis of

45 imagen. 45 image.

La ventaja técnica de la presente invención es la de un procedimiento no destructivo, que pennite detenninar o estimar de forma automática, los componentes de la producción de un racimo mediante visión artificial: número de bayas, peso del racimo, y peso medio de las bayas. The technical advantage of the present invention is that of a non-destructive procedure, which automatically determines or estimates the components of the production of a cluster by artificial vision: number of berries, weight of the cluster, and average weight of the berries .

Referencias bibliográficas Bibliographic references

111 Blom PE and Tarara JM, Trellis tensicn monitoring improves yield estimation in vineyards. HortScience 44:678-685 (2009). 111 Blom PE and Tarara JM, Trellis tensicn monitoring improves yield estimation in vineyards. HortScience 44: 678-685 (2009).

121 Ferrer M, Abella J, Sibille 1, Camussi G and Gonzalez-Neves G, Detennination of bud fertility as a simple method foc the detennination of harvesting volume in Vitis vinifera L. CV tannat, using two pnming syslems. J Int Sci Vigne Vio 38:49-53 (2004). 121 Ferrer M, Abella J, Sibille 1, Camussi G and Gonzalez-Neves G, Detennination of bud fertility as a simple method foc the arresnination of harvesting volume in Vitis vinifera L. CV tannat, using two pnming syslems. J Int Sci Vigne Vio 38: 49-53 (2004).

15 13) Herzog K, Roscher R, Wieland M, Kicherer A, Labe T, Forstner W, Kuhlmann H and Topfer R, Initial steps for high-throughput phenotyping in vineyards. Vitis 53: 1-8 (2014). 15 13) Herzog K, Roscher R, Wieland M, Kicherer A, Labe T, Forstner W, Kuhlmann H and Topfer R, Initial steps for high-throughput phenotyping in vineyards. Vitis 53: 1-8 (2014).

141 Diago MP, Sanz-Garcia A, Millan B, Blasco J and Tardaguila J, Assessment of 20 flower number per inflorescence in grapevine by image analysis under field conditioos. J Sci Food Agric DOI: 10.1 002/jsfa.6512 (2014). 141 Diago MP, Sanz-Garcia A, Millan B, Blasco J and Tardaguila J, Assessment of 20 flower number per inflorescence in grapevine by image analysis under field conditioos. J Sci Food Agric DOI: 10.1 002 / jsfa.6512 (2014).

151 Wycislo AP, Clark JR and Karcher DE, Fruit shape analysis of vitis using digital photography. HortScience 43:677-680 (2008). 25 151 Wycislo AP, Clark JR and Karcher DE, Fruit shape analysis of vitis using digital photography. HortScience 43: 677-680 (2008). 25

161 Cubero S, Oíago MP, Blasco J, TardaguilaJ, Millán B and Aleixos N, A new method for pediceVpeduncle detection and size assessment of grapevine berries and other fruils by image analysis. Biosyst Eng 117:62-72 (20 14). 161 Cubero S, Oíago MP, Blasco J, TardaguilaJ, Millán B and Aleixos N, A new method for pediceVpeduncle detection and size assessment of grapevine berries and other fruils by image analysis. Biosyst Eng 117: 62-72 (20 14).

30 I7J Grossetete M, Berthoumieu Y, Da Costa JP, Gennain C, Lavialle O and Grenier G, Early estimation of vineyard yield: site specific counting of berries by using a smartphone. CIGR-AgEng2012 (2012). 30 I7J Grossetete M, Berthoumieu Y, Da Costa JP, Gennain C, Lavialle O and Grenier G, Early estimation of vineyard yield: site specific counting of berries by using a smartphone. CIGR-AgEng2012 (2012).

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

35 El procedim lento para la estimación automática de los componentes de la producción de un racimo de vid mediante visión artificial de acuerdo a la presente invención comprende las etapas o pasos siguientes: The slow procedure for the automatic estimation of the components of the production of a vine cluster by artificial vision according to the present invention comprises the following steps or steps:

40 Etapa "a". Capturar una imagen RGS original (lOO) de un racimo (200) con una cámara (30)) en una campana de adquisición (300). 40 Stage "a". Capture an original RGS image (lOO) of a cluster (200) with a camera (30)) in an acquisition hood (300).

Se captura una pluralidad de imágenes, siendo tres, tomadas a 120'\ el mínimo número que garantiza el barrido de toda la envolvente convexa de un racimo (200) en tres 45 dimensiones a distancia finita. 4 A plurality of images are captured, three being taken at 120 '\ the minimum number that guarantees the sweeping of the entire convex envelope of a cluster (200) in three finite distance dimensions. 4

Un modelo y distancia focal preferente de la cámara (30 1) es la siguiente: una camara Canon EOS 5500 con objetivo Canon EFS 18-55 (Canon Inc., Japan) con la distancia focaJ fijada a 55 mm. A preferred model and focal length of the camera (30 1) is as follows: a Canon EOS 5500 camera with Canon EFS 18-55 lens (Canon Inc., Japan) with the focaJ distance set at 55 mm.

5 Una configuración preferente de los parámetros de captura de la cámara (301) es: velocidad de obturación 200 ms, sensibilidad ISO 800, enfoque manual y balance de blancos 'Shadow', y una reso lución de las imágenes originales (100) de 0,38 mm/pixel. 5 A preferred setting of camera capture parameters (301) is: shutter speed 200 ms, ISO 800 sensitivity, manual focus and white balance 'Shadow', and a resolution of the original images (100) of 0 , 38 mm / pixel.

10 Una configuración preferente de la campana de adquisición (300) es la siguiente: interior recubierto por tejido difusor, unas Iwninarias (302) orientadas a 450 con respecto al racimo (200) y situadas a una distancia de 30 cm del racimo (200) a fotografiar. El sistema de iluminación, es decir las luminarias (302), está compuesto por cuatro lámparas situadas en los extremos de la campana de adquisición (300) compuestas por 10 A preferred configuration of the acquisition bell (300) is as follows: interior covered with diffuser fabric, Iwninaria (302) oriented at 450 with respect to the cluster (200) and located at a distance of 30 cm from the cluster (200) to photograph The lighting system, that is to say the luminaires (302), is composed of four lamps located at the ends of the acquisition bell (300) composed of

15 dos tubos fluorescentes (BioJux LI8W/965, 6500 K, Osram AG, Germany) alimentados por reactancias de alta frecuencia para evitar parpadeo (esta solución sí que ofrece mejoras frente a los LEO, por el CRJ, o frente a incandescentes por la menor emisión de calor). Esta configuración logra una iluminación espacialmente más uniforme. Para evitar brillos no deseados se colocan unos filtros polarizadores (303) entre las luminarias 15 two fluorescent tubes (BioJux LI8W / 965, 6500 K, Osram AG, Germany) powered by high frequency reactances to prevent flickering (this solution does offer improvements against LEO, by CRJ, or against incandescent by the minor heat emission). This configuration achieves spatially more uniform illumination. To avoid unwanted brightness, polarizing filters (303) are placed between the luminaires

20 (302) Y el racimo (200) y entre el racimo (200) y la cámara (30 1). 20 (302) And the cluster (200) and between the cluster (200) and the chamber (30 1).

y con los que corresponden al fondo (Ion. and with those that correspond to the fund (Ion.

25 En el caso de racimos (200) de uva tinta produce un efecto inesperado óptimo al elegir un fondo (1 01) de color naranja de componentes RGB: 25 In the case of clusters (200) of grape grapes produces an optimal unexpected effect when choosing an orange background (01) of RGB components:

R: 255 30 G: 175± 15 R: 255 30 G: 175 ± 15

B: 85±15 B: 85 ± 15

En el caso de racimos de uva de variedades blancas produce un efecto inesperado óptimo al elegir un fondo ( 101 ) de color cian de componentes RGB: 35 In the case of grape varieties of white varieties, it produces an optimal unexpected effect when choosing a cyan color background (101) of RGB components: 35

R: 95±15 R: 95 ± 15

G: 130± 15 G: 130 ± 15

B: 180±15 B: 180 ± 15

40 Etapa "e". Detectar en la imagen binaria con racimo segmentado (102) los bordes mediante el método de Canny, para los canales rojo y verde. de forma paralela para posteriormente adicionar los resultados para obtener una imagen binaria de bordes (104). 40 Stage "e". Detect the edges using the Canny method in the binary image with a segmented cluster (102) for the red and green channels. in parallel to later add the results to obtain a binary image of edges (104).

La imagen binaria de bordes (1 04), resultado de este procedimiento, es un mapa binario de patrones en los que una cantidad limitada representan el contorno de las bayas. The binary edge image (1 04), the result of this procedure, is a binary map of patterns in which a limited amount represents the contour of the berries.

Etapa "d". Detectar en la imagen binaria de bordes (104) los patrones circulares 5 para obtener una lista de círculos candidatos a representar bayas en la imagen para obtener una imagen binaria con centros de circulos candidatos (105). Stage "d". Detect in the binary edge image (104) the circular patterns 5 to obtain a list of candidate circles to represent berries in the image to obtain a binary image with candidate circle centers (105).

Una cantidad limitada de estos patrones se corresponderán con contornos de haya presentes en la imagen y otros no; en el paso siguiente se realizará el filtrado de los 10 perfiles erróneos. A limited amount of these patterns will correspond to beech contours present in the image and others not; In the next step, the 10 wrong profiles will be filtered.

Para realizar la detección de los patrones circulares se utiliza preferentemente la Transformada Circular de Hough (también es aplicable por ejemplo la Transformada de Simetría Radial). La transformada de Hough permite encontrar patrones geométricos en The Hough Circular Transform is preferably used to detect circular patterns (Radial Symmetry Transformation is also applicable, for example). The Hough transform allows you to find geometric patterns in

15 dominios discretos como lo son las imágenes digitales. La Transfonnada Circular de Hough es la implementación concreta de dicha transformada para encontrar círculos. La implementación de la transformada utilizada requiere el establecimiento del valor de dos parámetros: 15 discrete domains such as digital images. Hough Circular Transfonnada is the concrete implementation of such transformed to find circles. The implementation of the transform used requires the establishment of the value of two parameters:

2 O Radio (R): radio de los círculos a buscar en la imagen. Coincidencia en perímetro (CP): se trata de un valor normalizado al intervalo [O, 1] que se calcula de la siguiente manera: 2 O Radio (R): radius of the circles to look for in the image. Perimeter Coincidence (CP): this is a value normalized to the interval [O, 1] that is calculated as follows:

CP ~ ~1I2'pi'R CP ~ ~ 1I2'pi'R

25 donde INIes el número de píxeles pertenecientes al perímetro del círculo de radio R en evaluación, que coinciden espacialmente con píxcles en la imagen bajo análisis. 25 where INI is the number of pixels belonging to the perimeter of the circle of radius R under evaluation, which coincide spatially with pixels in the image under analysis.

30 Para faci litar el posterior filtrado de los candidatos a baya erróneos, se realiza la detección y almacenamiento de los mismos en una lista de la siguiente manera: 30 In order to facilitate the subsequent filtering of erroneous berry candidates, their detection and storage is carried out in a list as follows:

La detección de los candidatos se realiza partiendo desde CP = 1 hasta CP = 0.4 (decrementos de 0. 1). Los candidatos con valores de CP menores no son 35 calculados porque no ofrecen la más mínima garantía de representar a un contorno de baya. Candidates are detected starting from CP = 1 to CP = 0.4 (decrements of 0. 1). Candidates with lower CP values are not calculated because they do not offer the slightest guarantee of representing a berry contour.

Para cada valor de CP, se buscan los candidatos con radio desde R = 15 (mm) hasta 3 (mm). Los candidatos con valores de R fuera de este rango no son 4 O calculados ya que no tienen un tamaño representativo de ser baya. For each CP value, candidates with radius from R = 15 (mm) to 3 (mm) are searched. Candidates with R values outside this range are not 4 OR calculated since they do not have a representative size of being berry.

De esta manera, se ha obtenido una lista de círculos en la que éstos están ordenados por orden decreciente de valor de CP y, para valores iguales de CP, por orden decreciente de radio. In this way, a list of circles has been obtained in which these are ordered in decreasing order of CP value and, for equal CP values, in descending order of radius.

Etapa "e". Filtrar en la imagen binaria con centros de círculos candidatos (JOS) las bayas (201) candidatas. para obtener una imagen con círculos definitivos (106) superpuesta a la imagen RGB original (lOo>. Stage "e". Filter in the binary image with candidate circle centers (JOS) the candidate berries (201). to obtain an image with definitive circles (106) superimposed on the original RGB image (lOo>.

5 Como resultado de la detección de círculos, se obtienen un gran número de candidatos. Es característico que para cada contorno de baya en la imagen se hayan generado muchos círculos candidatos con centros muy cercanos entre sí y distintos radios. En este paso, se seleccionan los mejores "representantes" de los contornos de baya eliminando sus vecinos. Para ello, se realiza el siguiente procedimiento: 5 As a result of circle detection, a large number of candidates are obtained. It is characteristic that for each berry contour in the image many candidate circles have been generated with centers very close to each other and different radii. In this step, the best "representatives" of the berry contours are selected eliminating their neighbors. To do this, the following procedure is performed:

Desde CP = I hasta CP = 0.4: para cada valor de CP se seleccionan los candidatos con mayor radio y se eliminan los de menor radio vecinos a éstos. From CP = I to CP = 0.4: for each CP value, candidates with a larger radius are selected and those with a smaller radius are eliminated.

De esta forma, los candidatos seleccionados son aquéllos que cumplen que tienen mayor In this way, the selected candidates are those who comply with the highest

15 correspondencia espacial con los perfiles de baya en la imagen. A su vez también se priorizan los candidatos con mayor radio, ya que al estar constituidos por un mayor número de píxeles, la probabilidad de que no estén representando un contorno de baya y sí cualquier otro patrón por ejemplo ruidoso, disminuye. 15 spatial correspondence with berry profiles in the image. At the same time, candidates with a higher radius are also prioritized, since being constituted by a greater number of pixels, the probability that they are not representing a berry contour and if any other pattern, for example noisy, decreases.

20 Etapa "r', Realizar un modelo numérico del número de bayas (201) Dor racimo 20 Stage "r ', Perform a numerical model of the number of berries (201) Dor cluster

(200) en función del número de círculos definitivos de la imagen Dara estimar el número de bayas (201) por racimo (200). (200) based on the number of definitive circles in the image Dara estimate the number of berries (201) per cluster (200).

Se realiza un modelo numérico para estimar el número de bayas por racimo en función A numerical model is made to estimate the number of berries per cluster based on

25 del número de círculos definitivos de la imagen. Se determina la correlación lineal existente entre el número de bayas por racimo, obtenidas por método destructivo en laboratorio, y el número de bayas por racimo estimadas en la imagen, obteniendo y = Ax +B, y su R2; siendo A y B los coeficientes de la recta de regresión lineal. A modo de ejemplo no limitativo de la invención, en la FigA, se muestra para variedades Bodal y 25 of the number of final circles in the image. The linear correlation between the number of berries per cluster, obtained by destructive method in the laboratory, and the number of berries per cluster estimated in the image, obtaining y = Ax + B, and its R2 is determined; where A and B are the coefficients of the linear regression line. By way of non-limiting example of the invention, in FigA, it is shown for Bodal varieties and

30 Mazuelo, un gráfico de regresión cony=O.974·x-24.3 ,R]=O,885. 30 Mazuelo, a regression graph with y = O.974 x-24.3, R] = O, 885.

Etapa "g". Realizar un modelo numérico del peso del racimo (200) en función del número de círculos definitivos de la imagen Dara estimar el peso del racimo (200). Stage "g". Perform a numerical model of cluster weight (200) based on the number of definitive circles in the image. It will estimate cluster weight (200).

35 Se realiza un modelo numérico para estimare! peso del racimo (g) en función del número de círculos definitivos de la imagen. Se determina la correlación lineal existente entre el peso del racimo (g), obtenido por pesaje en laboratorio, y e! número de hayas por racimo estimadas en la imagen, obteniendo y = C-x +D, Y su R2; siendo e y D los coeficientes de la recta de regresión lineal. A modo de ejemplo no limitativo de la invención, en la 35 A numerical model is made to estimate! cluster weight (g) based on the number of final circles in the image. The linear correlation between cluster weight (g), obtained by laboratory weighing, and e! number of beech trees per cluster estimated in the image, obtaining y = C-x + D, Y its R2; where e and D are the coefficients of the linear regression line. By way of non-limiting example of the invention, in the

4 O fig.5, se muestra para variedades Bodal y Mazuelo, un gráfico de regresión con y=1,7178x+77,181 , R'=O,8854, 4 O fig. 5, for Bodal and Mazuelo varieties, a regression graph with y = 1,7178x + 77,181, R '= O, 8854, is shown

Etapa "h". Calcular el peso medio de las bayas (201) del racimo (200). "H" stage. Calculate the average weight of the berries (201) of the cluster (200).

4 5 Se calcula el peso medio de las bayas de la siguiente manera: 7 4 5 The average weight of the berries is calculated as follows: 7

Peso medio de las bayas (g) = Peso del racimo (g) / N° de bayas por racimo Breve descripción de las figuras Average weight of the berries (g) = Cluster weight (g) / No. of berries per cluster Brief description of the figures

Glosario de referencias Glossary of references

W W
Procedimiento para la estimación automática de los componentes de la Procedure for the automatic estimation of the components of the

producción de un racimo mediante visión artificial; cluster production through artificial vision;

10 10
(100) Imagen RGB original; (100) Original RGB image;

(101) (101)
Fondo; Background;

(102) (102)
Imagen binaria con racimo segmentado; Binary image with segmented cluster;

(104) (104)
Imagen binaria de bordes; Binary Edge Image;

(105) (105)
Imagen binaria con centros de círculos candidatos; Binary image with centers of candidate circles;

15 fifteen
(106) Imagen binaria con círculos definitivos; (106) Binary image with definitive circles;

(200) (200)
Racimo; Cluster;

(201) (201)
Baya; Berry;

(300) (300)
Campana de adquisición; Acquisition bell;

(301) (301)
Cámara; Camera;

20 twenty
(302) Luminaria; (302) Luminary;

(303) (303)
Filtro polarizador; Polarizing filter;

Figura I (Fig.l).-muestra una configuración de una campana de adquisición (300) para capturar una imagen RGB original (100) de un racimo (200), en condiciones de 25 laboratorio con iluminación controlada; el racimo (200) preferentemente es de una vid, tanto de variedades tintas como blancas. Figure I (Fig.l) .- shows a configuration of an acquisition bell (300) to capture an original RGB image (100) of a cluster (200), under laboratory conditions with controlled lighting; The cluster (200) is preferably of a vine, both red and white varieties.

Figura 2 (Fig.2).-muestra un diagrama de bloques con los flujos de movimiento según el estado de la técnica actual y según la presente invención. El estado de la Figure 2 (Fig. 2) .- shows a block diagram with the movement flows according to the state of the art and according to the present invention. The state of the

30 técnica actual se encuentra reflejado mediante líneas de trazos discontinuos, mientras que los flujos de acuerdo a la presente invención se muestran mediante líneas de trazos continuos. The current technique is reflected by dashed lines, while the flows according to the present invention are shown by solid lines.

Figura 3 (Fig.3).-muestra un conjunto de imágenes del proceso de segmentación de 35 bayas en imágenes digitales: Figure 3 (Fig.3) .- shows a set of images of the segmentation process of 35 berries in digital images:

Fig.3A.-muestra una imagen RGB original (1 (0); Fig.3B.-muestra una imagen binaria de bordes (104); Fig.3A.-shows an original RGB image (1 (0); Fig.3B.-shows a binary image of edges (104);

4 O Fig.3C.-muestra una imagen binaria con centros de círculos candidatos (105); Fig.3D.-muestra una imagen binaria con círculos definitivos (106); Fig.3E.-muestra una imagen binaria con círculos definitivos (106), 4 O Fig.3C.-shows a binary image with candidate circle centers (105); Fig.3D.- shows a binary image with definitive circles (106); Fig.3E.-shows a binary image with definitive circles (106),

representada sobre una imagen RGB original (100); Figura 4 (Fig.4).-muestra un gráfico, que se muestra a modo de ejemplo, donde se aprecian distintos valores de n° de bayas por racimo medidas frente a sus valores correspondientes de nO de bayas/racimo estimadas, así como la correlación lineal entre dichos valores. represented on an original RGB image (100); Figure 4 (Fig. 4) .- shows a graph, which is shown by way of example, where different values of no. Of berries per cluster are measured against their corresponding values of no. Of estimated berries / cluster, as well as the linear correlation between these values.

Figura 5 (Fig.S).-muestra un gráfico, que se muestra a modo de ejemplo, donde se aprecian distintos valores de peso del racimo (g) medidos frente a sus valores correspondientes de nO de bayaslracimo estimadas, así como la correlación lineal entre dichos valores. Figure 5 (Fig.S) .- shows a graph, shown by way of example, showing different values of cluster weight (g) measured against their corresponding estimated number of estimated bayas, as well as linear correlation between these values.

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para la estimación automática de los componentes de la 1. Procedure for the automatic estimation of the components of the producción de un racimo de vid mediante visión artificial (1), caracterizado 5 porque comprende las etapas siguientes: production of a vine cluster by artificial vision (1), characterized 5 because it comprises the following stages: a) Capturar una imagen RGB original (100) de un racimo de vid (200) con una cámara (30 1) en una campana de adquisición (300); a) Capture an original RGB image (100) of a vine cluster (200) with a camera (30 1) in an acquisition hood (300); 10 b) Segmentar la imagen RGB original (100) para obtener una imagen binaria con racimo segmentado (102) con los píxeles que confonnan el racimo (200) y con los que corresponden al fondo (1 01); 10 b) Segment the original RGB image (100) to obtain a binary image with a segmented cluster (102) with the pixels that confront the cluster (200) and those that correspond to the background (1 01); e) Detectar en la imagen binaria con racimo segmentado (102) los e) Detect in the binary image with segmented cluster (102) the 15 bordes mediante el método de Canny, para los canales rojo y verde, de fonna paralela para posterionnente adicionar los resultados para obtener una imagen binaria de bordes (I04); 15 edges by the Canny method, for the red and green channels, of parallel shape for later adding the results to obtain a binary image of edges (I04); d) Detectar en la imagen binaria de bordes (104) los patrones circulares d) Detect circular patterns in the binary edge image (104) 20 para obtener una lista de círculos candidatos a representar bayas en la imagen para obtener una imagen binaria con centros de círculos candidatos (105); 20 to obtain a list of candidate circles to represent berries in the image to obtain a binary image with centers of candidate circles (105); e) Filtrar en la imagen binaria con centros de círculos candidatos (105) 25 las bayas (201) candidatas para obtener una imagen con círculos definitivos (106) superpuesta a la imagen RGB original (100); e) Filter in the binary image with candidate circle centers (105) 25 the candidate berries (201) to obtain an image with definitive circles (106) superimposed on the original RGB image (100); f) Realizar un modelo numérico del número de bayas (201) por racimo f) Make a numerical model of the number of berries (201) per cluster (200) en función del número de círculos definitivos de la imagen para 30 estimar el número de bayas (201) por racimo (200); (200) based on the number of definitive circles in the image to estimate the number of berries (201) per cluster (200); g) Realizar un modelo numérico del peso del racimo (200) en función g) Perform a numerical model of cluster weight (200) based on del número de círculos definitivos de la imagen para estimar el peso del of the number of definitive circles in the image to estimate the weight of the racimo (200); cluster (200); 35 h) Calcular el peso medio de las bayas (201) del racimo (200). 35 h) Calculate the average weight of the berries (201) of the cluster (200). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el racimo (200) es de una vid, tanto de variedades tintas como blancas. 2. Method according to claim 1, characterized in that the cluster (200) is of a vine, both of red and white varieties. 3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la captura de la imagen RGB original (100) del racimo 3. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the capture of the original RGB image (100) of the cluster (200) se realiza en una campana de adquisición (300) en condiciones de laboratorio con iluminación controlada. (200) is carried out in an acquisition hood (300) in laboratory conditions with controlled lighting.
4. Four.
Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. Process according anyone from the claims previous.
caracterizado porque characterized because
el color del fondo (l 01) para la captura de una imagen the background color (l 01) for capturing an image
RGB original (100), para el caso de: Original RGB (100), in the case of:
5 5
-uva tinta es naranja con las siguientes componentes RGB; -uva ink is orange with the following RGB components;
R: 255; R: 255;
G: 175± 15; G: 175 ± 15;
B: 85±15. B: 85 ± 15.
1 0 1 0
-uva blanca es cian con las siguientes componentes RGB: - White grape is cyan with the following RGB components:
R: 95±15; R: 95 ± 15;
G: 130±15; G: 130 ± 15;
B: 180±15. B: 180 ± 15.
1 5 fifteen
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