Recognition of Fruit in Apple Tree using Color and Morphological Filters

색 변환 및 형태학적 필터를 이용한 사과인식에 관한 연구

This study was attempted to develop the algorithm for recognizing fruits acquired from apple tree images with digital camera in sunlight. As the result of L*a*b* color transformation for reducing the effect of sunlight, a* and b* color index were effective to extract apple pixels in tree images and linear discrimination functions with color index a* b* were developed. To recognize fruits from apple pixels, those were classified into 4 patterns according to clustering condition and morphologically filtered. Test results showed that apple fruits unoccluded were exactly recognized, whereas apple fruits occluded with leaves and trunk were miscounted 2 apples on average.

본 연구는 디지털 카메라로 자연광 상태에서의 사과나무 영상을 획득한 영상에서 사과를 인식하기 위한 알고리즘을 개발할 목적으로 수행되었다. 자연광의 조건에 따른 영향을 줄이기 위하여 L*a*b* 색 변환을 수행한 결과 a*, b* 색 인자가 매우 유의한 것으로 나타났으며 이를 인자로 하는 선형판별함수를 개발하였다. 추출한 사과 화소로부터 사과를 인식하기 위하여 복잡도에 따라 4가지 패턴으로 나눈 후, 형태학적 필터링을 수행하여 사과를 분리시키고 인식하는 방법을 개발하였다. 군집을 이루지 않으면서 잎에 가려있지 않았던 개체 상태의 사과는 100% 인식이 가능하였으나, 잎에 가려있던 사과는 약 80% 정도의 인식률을 보였다. 그러나 군집을 이루면서 잎과 줄기가 사과를 가린 경우는 실제 사과의 개수와 최종 인식 결과는 평균 2개 이하의 오차를 갖는 것으로 나타났다.