[精品]大米色選處理分析論文

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1、MATLAB圖像分析實(shí)驗(yàn)班級：現(xiàn)科機(jī)制0803班小組成員：崔建國、李雙江、劉冠男、李慧君、解長青、劉元MATLAB對大米圖像分析處理大米色選應(yīng)用了光學(xué)器CCD,在剔除異色粒的基礎(chǔ)上對大米進(jìn)行質(zhì)量評定，主要從大米的外形、色澤、凈度等方面的綜合評價(jià)。人工評定主耍是通過人眼觀察進(jìn)行等級評定，而CCD的應(yīng)用則是通過提取相關(guān)的特征向量宜接進(jìn)行定量描述。人工評定大米質(zhì)量時(shí)，由于人對顏色的辨別涉及到光學(xué)、視覺生理、視覺心理等諸多因素，不同人的辨色能力會存在一定差別。很難保證同樣外形大米的等級的穩(wěn)定。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬則不受人生理和心理I大

2、I數(shù)的影響，只要大米外觀質(zhì)量一致，檢測結(jié)果就會一致，I大I此評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)客觀，評價(jià)結(jié)論穩(wěn)定。另一方面，把大米樣品用圖像形式存入計(jì)算機(jī)，可以長期存放，保證樣品的原有標(biāo)準(zhǔn)外形，以供每年大米分級時(shí)參考，確保大米各年質(zhì)量評定體系的一致性。另外，計(jì)算機(jī)形狀模擬精度優(yōu)于人的視覺精度，對微小形狀的變化反應(yīng)靈嫩，可以對大米的外形進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的提取。大米堊口的檢測也是其中應(yīng)用的一種。本文借助于MATLAB圖像處理工具箱，開發(fā)了基于CCD技術(shù)的大米堊白檢測算法。在對不同的大米圖像處理的基礎(chǔ)上，完成了大米的堊白度和堊白粒率的測定，免去了諸如BAS

3、IC,FORTRAN和C等語言編程的繁瑣，取得了事半功倍的效果。1光學(xué)檢測系統(tǒng)針對不同的分選對象及檢測要求，光電色選機(jī)型式多樣，結(jié)構(gòu)各異，但歸納來，可認(rèn)為光電色選機(jī)主要由供料系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、分選系統(tǒng)和電控系統(tǒng)四部分構(gòu)成，其中光學(xué)檢測系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的一個(gè)部分。主要由光源、背景板、單色器、接收器和鏡頭等光學(xué)元件及有關(guān)輔助裝置組成，其結(jié)構(gòu)如圖1。其工作原理是通色選物疋CD圖1色選機(jī)光學(xué)檢測系統(tǒng)過光學(xué)系統(tǒng)將景物圖像成在CCD的像敏面上，像敏面將照在每個(gè)單元的圖像照度信號轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)載流子，按密度信號存儲于像敏單元屮，然后在轉(zhuǎn)移脈沖的

4、作用卜?再轉(zhuǎn)移到CCD的移位寄存器中，并在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用卜?，順序地移出器件，成為視頻信號，視頻信號再由后部處理電路進(jìn)行處理或計(jì)算，成為電視信號或檢測信號。當(dāng)該信號大于閾值時(shí)，電控系統(tǒng)就驅(qū)動(dòng)分選系統(tǒng)及時(shí)剔除異色疵品。2大米堊白檢測算法2.1堊口度的定義和檢測堊口是指米粒胚乳中的口色不透明部分，包括腹口、心口和背口。堊口度定義為堊白米的堊白面積和占試樣米粒面積總和的百分比，計(jì)算公式如下：堊白度（％）堊白區(qū)域面積大米區(qū)域面積總會X°堊白度的檢測方法是:通過閾值化處理獲取去除背景區(qū)域的灰度圖像，計(jì)算岀大米區(qū)域的總像素值;然后根據(jù)

5、堊白的灰度值范圍再對大米區(qū)域進(jìn)行閾值化處理把堊白區(qū)從大米區(qū)域屮提取出來，計(jì)算堊口區(qū)的總像素值，它們的像素值比即為堊口度。堊口粒率則定義為含堊白的米粒占大米總粒數(shù)的百分比，檢測方法則為堊白度的檢測基礎(chǔ)上再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2.2軟件流程基于上面的思想,大米品質(zhì)檢測流程具休說明如下:把米粒置于光源箱中，通過CCD攝像機(jī)拍攝24位真彩色位圖圖像;對真彩色圖像實(shí)行灰度化處理；由于灰度化圖像經(jīng)常受噪聲污染，所以采用了濾波處理;通過灰度直方圖統(tǒng)計(jì)，找出用于雙峰法閾值化處理的閾值，把大米區(qū)域從背景中分離岀來;然后，分別計(jì)算堊口度和堊口粒率。3M

6、ATLAB環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)上述的主要算法的程序如下：RGB=imread("rice.tif');I=rgb2gray(RGB);J=mcdfilt2(I,[55]);imhist(J,256);V=imadjust(J,[t],[],1);imhist(V,256);BW_V=im2bw(V,0.2);CHALK=imadjust(V,[tc],[],1);BW_CHALK=im2bw(CHALK,0?2);DEGREE_CHALKINESS=bwarea(BW_CHALK)/bwarea(BW_V)*100%BW=im

7、2bw(J,t);BWl=erode(BW,ones(3,3),'spatial',1);BW2=dilate(BW1,ones(3,3),'spatial',1);[L,num]=bwlabel(BW2);compare二(L)&(CHALK>T_CHALK);[r,c]=find(compare);RESULT二bwselect(L,c,r);[L_CHALK,num_CHALK]=bwlabel(RESULT);RATECHALKY_GRAINS=numCIIALKonumX100%0100200圖3大米原圖像圖4灰

8、序苴方圖60006000400030002000,1000圖5去除背景的大米灰度圖100200圖6丈米區(qū)域灰虞直方圖圖7大米二值圖像08S白區(qū)二值圖像601001602002加圖9開運(yùn)算后的大米二值圖像ffllO聖白米的二值圖像4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論上面各圖為大米的原圖像以及進(jìn)行各種處理后得到的結(jié)果。為了去除