本發明專利技術涉及一種基于計算機視覺的魚肉自動分級裝置，包括：視覺采集裝置、光照系統、外觸發模塊和計算機系統；視覺采集裝置與光照系統、計算機系統連接，還通過外觸發模塊和計算機系統連接；方法包括：計算機系統接收指令后，發出控制信號至外觸發模塊使其觸發視覺采集裝置采集魚肉圖像信息；計算機系統將圖像采集卡采集的魚肉圖像信息進行圖像預處理后，提取魚肉圖像中的肉片區域進行顏色特征提取，然后將得到的顏色特征值代入建立的標準肉色方程，得到的方程值即為魚肉等級。本發明專利技術結構簡單，分級準確，操作便捷，檢測迅速，能夠方便的應用于生產中。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種計算機視覺
的裝置和方法，具體來講，是一種基于計算機視覺的大西洋鮭魚肉色自動分級裝置及其自動分級方法，可以應用于生產中大西洋鮭魚肉色品質的評估。
技術介紹
大西洋鮭(salmon salar)屬鮭形目，鮭科,鮭屬,俗稱“三文魚”,是一種遺傳變異性比較穩定，營養價值高的世界性養殖魚類。傳統的大西洋鮭魚肉色評價方法主要是依靠人工方法經過專業訓練的檢驗人員，借助羅氏標準比色卡，來觀察并得到與肉片顏色最為接近的羅氏標準比色卡的顏色等級，并將其作為大西洋鮭魚肉片的顏色等級。該方法存在一些缺陷，首先，該方法極大地增加了生產成本，人力資源在生產成本中占有相當大的比例;第二，傳統方法的分級速度非常緩慢，耗時嚴重，不利于在生產或銷售中快速地對大西洋鮭魚肉片顏色進行評價，以便于批量的進行分類，或是在銷售中對其肉色品質進行評定；第三，傳統方法也存在著一定不穩定性，檢驗人員由于視覺疲勞，顏色記憶缺失，以及顏色識別能力差別等各種原因，可能導致評級結果出現誤差，缺乏可靠性。計算機視覺是一門發展迅速的新興學科。通過模擬人的視覺機理來實現測量，定位，監控等功能，已是目前智能機器領域中的一個重要課題。近20年來，計算機視覺的研究已經從實驗室走向了實際應用，從簡單的二值圖像處理到多灰度的圖像處理，從一般的二維信息處理到三維的視覺機理，模型和算法的研究，取得了很大的進展。而計算機工業水平的飛速提高以及人工智能和神經元網絡等學科的發展，更促進了計算機視覺系統的實用化。目前。計算機視覺系統正廣泛應用于視覺檢測等各個領域。經過對現有技術的文獻檢索發現，中國專利號為201210083596，專利名稱為一種豬肉肉色的色差計評定方法，其自述為將切取的肉塊新切面朝上平放在紅色塑料板上，并用單層無色透明保鮮膜包裹肉塊，使薄膜緊貼肉塊，盡量避免氣泡，褶皺，然后置于O 4°C中發色30 60min ;利用色差計進行肉色測定。該專利的方法仍舊屬于人工評級的范疇，易發生類似于傳統肉色評級方法所出現的錯誤和不穩定性。專利名稱為一種生鮮牛肉新鮮度快速無損評價方法及系統(中國專利號為201110376478)，該專利雖然獲取到了多個影響肉質新鮮度的指標，但是對其肉色的評價方法較為簡單，準確性有待提高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服傳統和現有技術中存在的不足，提供一種基于計算機視覺的肉色自動分級裝置，本專利技術為實現上述目的所采用的技術方案是一種基于計算機視覺的魚肉自動分級裝置，包括視覺采集裝置、光照系統、外觸發模塊和計算機系統；視覺采集裝置與光照系統、計算機系統連接，還通過外觸發模塊和計算機系統連接；光照系統用于提供光照環境并防止放入的肉片表面反光；視覺采集裝置:用于采集置于光照系統內部魚肉的圖像信息；外觸發模塊:接收計算機系統的控制信號并觸發視覺采集裝置令其采集圖像信息；計算機系統:接收人機界面的指令并控制魚肉圖像信息的采集，將采集到的圖像信息進行圖像處理得到魚肉的等級；同時將采集的過程實時顯示在人機界面上。所述光照系統包括箱體、燈管和白色反光板；箱體一側面為用于放入魚肉的開口，內表面為白色反光板，內側上方安裝有燈管，頂面中部為用于視覺采集裝置采集圖像的玻璃。所述視覺采集裝置包括CXD圖像傳感器和圖像采集卡；(XD圖像傳感器的光軸垂直于光照系統的底面，CCD圖像傳感器與外觸發模塊連接，還通過圖像采集卡與計算機系統連接。一種基于計算機視覺的魚肉自動分級方法，包括以下步驟:計算機系統的人機界面接收指令后，發出控制信號至外觸發模塊使其觸發視覺采集裝置采集魚肉圖像信息；計算機系統將圖像采集卡采集的魚肉圖像信息進行圖像預處理后，提取魚肉圖像中的肉片區域進行顏色特征提取，然后將得到的顏色特征值代入建立的標準肉色方程，得到的方程值即為魚肉等級，并將上述過程及魚肉等級實時顯示在人機界面上。所述計算機系統的人機界面接收的指令包括:光照設定，圖像獲取，獲取肉色等級。所述圖像預處理具體為將圖像采集卡采集的魚肉圖像信息轉換為RGB圖像，再利用3X3的中值濾波器對整個圖像進行掩模，做降噪處理。所述顏色特征提取具體為將合格區域的圖像由RGB彩色空間轉換至CIE Lab彩色空間，并提取RGB圖像中所有像素點G通道下的平均值，提取CIE Lab圖像中所有像素點L通道、a通道下的平均值。所述建立標準肉色方程包括以下步驟:采集標準比色卡20至34級的彩色圖像上的10個隨機區域，在RGB彩色空間中獲取圖像各區域中所有像素點的R特征值、G特征值、B特征值的各平均值；再由RGB彩色空間轉換到CIE Lab彩色空間和HSV彩色空間，分別獲取所有像素點各個區域的L、a、b、H、S、V各特征值的平均值，得到上述9個單通道顏色特征值；然后將該9個特征值與相應標準比色卡等級進行多元線性回歸分析得到一個三元線性方程；選取特征值與標準比色卡所標定的等級的線性關系最好的三個特征作為標準肉色方程的參數，即得到標準肉色方程。所述標準肉色方程為MCL = -0.038G-0.031 X L+0.18 X a+22.365MCL為肉色等級，G為綠色通道，L為明度通道，a為紅/綠通道。本專利技術具有以下有益效果及優點:1.本專利技術結構簡單，分級準確，操作便捷，檢測迅速，能夠方便的應用于生產和銷售中。2.本專利技術的裝置通過擬合大西洋鮭魚肉色等級與其彩色圖像的相應單通道顏色特征的函數關系，來選擇出線性關系最好的三個單通道顏色分量G，L, a。利用多元線性回歸方法擬合出大西洋鮭魚肉色等級與G，L，a三個顏色分量的標準肉色方程，實現了對大西洋鮭魚肉色自動、快速、精確的分級。3.本專利技術結果更為穩定，可靠，成本更加低廉。附圖說明圖1是本專利技術的裝置結構圖；圖2是圖像處理模塊與其他各模塊之間的連接示意圖；圖3是控制模塊與其他模塊的連接示意圖；圖4是本專利技術的結構框圖；圖5是本專利技術計算機系統工作的流程圖。具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本專利技術做進一步的詳細說明。如圖1所示，本專利技術包括四個過程部分視覺采集裝置1，光照系統6，外觸發模塊4和計算機系統5。視覺采集裝置I用于采集置于光照系統6中的大西洋鮭魚肉片，并將所獲得的圖像信息傳送至計算機系統5。計算機系統5設有控制模塊，顯示模塊21，圖像處理模塊9和肉色分級模塊18。如圖2所示，視覺采集裝置I送到計算機系統5的圖像信息一路送至顯示模塊21，另一路送至圖像處理模塊9 ;顯示模塊21實時顯示所獲得的圖像及顏色信息，并提供人機交互界面；圖像處理模塊9通過對得到的圖像進行預處理，感興趣區域分割，顏色空間轉換，單通道顏色特征提取來得到所需的特征值；肉色分級模塊18獲取大西洋鮭魚肉色等級，如圖4所示。計算機系統5的控制模塊通過外觸發模塊4與視覺采集裝置I相連，控制模塊向外觸發模塊4發送指令，外觸發模塊4根據控制模塊傳送過來的指令向視覺采集裝置I發出控制信號。外觸發模塊4，根據控制模塊所傳送過來的指令向CCD圖像傳感器2發出控制信號。視覺采集裝置I包括CXD圖像傳感器2和圖像采集卡3。安裝時CXD圖像傳感器的光軸與放置在光照系統6中的肉片的上表面垂直。CXD圖像傳感器2采集放置在平臺上的肉片圖像，并通過圖像采集卡3將所獲得的圖像傳遞給計算機系統5。光照系統6，系統側上方安裝有LED燈管7本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于計算機視覺的魚肉自動分級裝置，其特征在于包括：視覺采集裝置（1）、光照系統（6）、外觸發模塊（4）和計算機系統（5）；視覺采集裝置（1）與光照系統（6）、計算機系統（5）連接，還通過外觸發模塊（4）和計算機系統（5）連接；光照系統（6）：用于提供光照環境并防止放入的肉片表面反光；視覺采集裝置（1）：用于采集置于光照系統（6）內部魚肉的圖像信息；外觸發模塊（4）：接收計算機系統（5）的控制信號并觸發視覺采集裝置（1）令其采集圖像信息；計算機系統（5）：接收人機界面的指令并控制魚肉圖像信息的采集，將采集到的圖像信息進行圖像處理得到魚肉的等級；同時將采集的過程實時顯示在人機界面上。
【技術特征摘要】
1.一種基于計算機視覺的魚肉自動分級裝置，其特征在于包括:視覺采集裝置(1)、光照系統(6)、外觸發模塊(4)和計算機系統(5);視覺采集裝置(1)與光照系統(6)、計算機系統(5)連接，還通過外觸發模塊(4)和計算機系統(5)連接； 光照系統(6):用于提供光照環境并防止放入的肉片表面反光； 視覺采集裝置(1):用于采集置于光照系統(6)內部魚肉的圖像信息； 外觸發模塊(4):接收計算機系統(5)的控制信號并觸發視覺采集裝置(1)令其采集圖像息; 計算機系統(5):接收人機界面的指令并控制魚肉圖像信息的采集，將采集到的圖像信息進行圖像處理得到魚肉的等級；同時將采集的過程實時顯示在人機界面上。2.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的魚肉自動分級裝置，其特征在于:所述光照系統(6)包括箱體、燈管(7)和白色反光板(8);箱體一側面為用于放入魚肉的開口，內表面為白色反光板(8)，內側上方安裝有燈管(7)，頂面中部為用于視覺采集裝置(I)采集圖像的玻璃。3.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的魚肉自動分級裝置，其特征在于:所述視覺采集裝置(I)包括CXD圖像傳感器(2)和圖像采集卡(3) ;(XD圖像傳感器(2)的光軸垂直于光照系統(6)的底面，CXD圖像傳感器(2)與外觸發模塊(4)連接，還通過圖像采集卡(3)與計算機系統(5)連接。4.一種基于計算機視覺的魚肉自動分級方法，其特征在于包括以下步驟: 計算機系統(5)的人機界面接收指令后，發出控制信號至外觸發模塊(4)使其觸發視覺采集裝置(1)采集魚肉圖像信息； 計算機系統(5)將圖像采集卡(3)采集的魚肉圖像信息進行圖像預處理后，提取魚肉圖像中的肉片區域進行顏色特征提取，然后將得到的顏色特征值代入建立的標準肉色方程，得到的方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉子毅，劉鷹，范良忠，劉力，李賢，劉寶良，孫國祥，仇登高，陳珠，
申請(專利權)人：中國科學院海洋研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。