基于計算機(jī)視覺的牛肉顏色自動分級技術(shù)研究.pdf

1、推行牛肉分級制度是促進(jìn)肉生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。我國已出臺了牛胴體分級的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中牛肉的顏色是表征牛肉質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前，由于技術(shù)原因，對牛肉顏色等級的評定工作仍然停留在人工操作的水平，存在著主觀性強(qiáng)和效率低等缺點(diǎn)。利用計算機(jī)視覺進(jìn)行牛肉顏色的自動分級，將克服人工分級帶來的諸多缺點(diǎn)，對規(guī)范我國牛肉市場，提高我國肉生產(chǎn)業(yè)自動化水平具有重要的推動作用。 本研究設(shè)計制作了一個牛肉圖像采集光照系統(tǒng)，然后利用該系統(tǒng)進(jìn)行牛胴體眼肌切

2、面圖像的采集，在對所采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理后，提取肌肉和脂肪的顏色特征，最后設(shè)計了兩種分類器對牛肉肌肉顏色和脂肪顏色進(jìn)行自動分級。其主要研究工作如下： 1.設(shè)計并制作了一個圖像采集光照系統(tǒng)，為牛肉顏色自動分級系統(tǒng)獲得準(zhǔn)確的牛肉顏色信息打下基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)研究對圖像采集光照系統(tǒng)的光照均勻性、強(qiáng)度以及顯色能力進(jìn)行了深入的分析與研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該裝置可以使被采集的牛肉獲得均勻且具有一定強(qiáng)度和顏色復(fù)現(xiàn)的照明效果。 2.運(yùn)用圖像處理

3、技術(shù)對采集得到的牛胴體眼肌切面的圖像進(jìn)行預(yù)處理，主要包括圖像去噪、圖像背景分割、牛肉肌肉和脂肪顏色有效判定部位的分割。牛胴體眼肌切面圖像的去噪采用了空間域低通濾波，有效地去除了設(shè)備和環(huán)境造成的噪聲。圖像背景的分割采用了邊界跟蹤法。牛肉肌肉和脂肪顏色的有效判定部位的分割結(jié)合采用了大津法、全方位腐蝕和膨脹、圖像與運(yùn)算等圖像處理方法。結(jié)果顯示該方法可以獲得較理想的分割效果。 3.將分割完成的牛肉圖像在RGB和HSI兩個顏色空間中進(jìn)行描

4、述，并分別計算R、G、B、H、S、I六個顏色分量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差共12個顏色特征作為牛肉肌肉顏色和脂肪顏色的定量描述參數(shù)。 4.利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)兩種模式識別方法設(shè)計了兩種分類器，以上述12個顏色特征參數(shù)為輸入變量進(jìn)行了牛肉肌肉顏色和脂肪顏色等級的自動分級。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器對牛肉肌肉顏色測試集樣本等級判定的正確率可達(dá)95.0％，對牛肉脂肪測試集樣本等級判定的正確率可達(dá)97.4％?；谥С窒蛄繖C(jī)的