[實用新型]數字式食用菌雜質識別裝置

有效

• 申請號: 201120515732.6
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN202614694U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 李同強
• 申請（專利權）人: 李同強
• 主分類號: G01N21/94
• 分類號: G01N21/94
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及一種農產品雜質在線識別裝置，特別是一種采用了機器視覺技術的數字式食用菌雜質識別裝置。?

背景技術

在農產品加工業中，從原材料的分級、篩選到加工過程中的烘培、雜質監測、成品分份、成品質量檢測等場合，都有機器視覺技術的應用。農產品種類繁多，從蔬菜、水果到肉類等規格不一、千變萬化，用機器視覺技術對這類產品進行自動分類、檢測、分析和處理是有挑戰性的。Tao等(1995)研制成功了Merling高速高頻機器視覺水果分級系統，該系統采用了頻譜增強、彩色圖像分析、噪聲過濾與變換等技術。該設備的處理能力為44t/h，目前已廣泛用于蘋果、桔子、桃子、西紅柿等水果的分級。據報導，美國每年有50％以上的蘋果經該設備處理，并已推廣到加拿大等其他國家。Zayas(1985)根據2種不同品種的冬硬麥、冬軟麥的形狀特征，將它們從8種其它品種小麥中分離出來。Miller等(1989)在桃分級研究中，用彩色攝像機獲得桃子表面的灰度圖像，提出新算法確定損傷面積。Shearer等(1990)將圓椒置于透明管內，用彩色CCD攝像機從六個角度拍攝其彩色數字圖像，然后將RGB值轉化為HSI三個參數，根據H值及其頻率分布判斷圓椒的顏色類別，正確率達96％。張帆等(2000)對外形較小的煙葉，利用煙葉面積、周長和缺損等質量特征值的神經元網絡提取技術研究也取得了理想的結果。目前已經成功用于農產品加工業的機器視覺產品有大米色選機、水果分選機等。大米色選機主要根據被選物的顏色進行區分，水果分選機的被選物外形較大、顏色區別也較大，因此技術難度不高。而其他的基本上還處于研究階段，真正產品化的尚不多見。?

在雜質檢測方面，棉花異纖維清除機是成功應用于紡織行業的機器視覺系統，其原理主要是通過顏色區分棉花和異纖維，普通的攝像機不能區分和棉花顏色接近的異纖維，如果用紫外攝像機，還可以檢測出含熒光的異纖維。陳文濤(2003)研究了煙草在線異物剔除系統，該系統采用HSI顏色模型，以色度為主要特征量，設定閾值對煙草和異物的像素點進行判別，然后統計單元中異物像素點的比例，再進行二次判別。上述異物檢測方法都是基于顏色的。?

較上述的農產品分級檢測、雜質的檢測任務，食用菌在線異物檢測的技術難度更大。識別難度主要來自于四個方面：1、作為圖像背景的食用菌(主要有金針菇、草菇，冬菇等)外形不規則、尺寸大小不一、位置散亂無序；2、典型雜質頭發的形狀和顏色易與食用菌圖像中的菌體陰影或邊界混淆；3、其它雜質如綿子殼、編織袋絲、地膜碎片等，基本上都無固定的形狀和大小；4、食用菌半成品含水率較高，反光嚴重。為了解決這些問題，在光源設計、圖像采集處理和識別上都需要更加細致的考慮，為了適應在線識別的要求，識別算法的復雜度和識別速度之間需要權衡考慮。采用計算機識別技術的食用菌在線異物檢測系統目前國內外尚無相關報導和產品，國外我們也未找到相同或相近的產品。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種數字式食用菌雜質識別裝置，采用機器視覺技術，能夠將食用菌中的多種雜質，例如頭發、綿子殼、編織袋絲、地膜碎片等雜質識別并檢測出來，從而提高食用菌產品生產效率與質量，降低勞動強度和人工成本，降低出口風險，有助提升我國食用菌出口企業的國際形象和市場核心競爭力。?

本實用新型提供了一種數字式食用菌雜質識別裝置，該裝置包括食用菌清洗生產線，其特征在于：在所述的食用菌清洗生產線上安裝有照明裝置、數字攝像機，所述裝置還包括圖像采集卡和工控機，其中所述照明裝置位于待識別的食用菌的上方，所述照明裝置能夠削弱陰影、反光、光照不均勻給圖像分割和識別帶來的干擾，數字攝像機包括多個攝像頭，所述數字攝像機通過數據連接線連接圖像采集卡，從而將拍攝的圖像經圖像采集卡，送入工控機進行圖像處理以及雜質識別。?

進一步的，所述照明裝置選擇無影的均勻擴散照明方式，采用條形光、環形熒光燈或圓頂照明，并加裝漫射板，并且采用不同波長的濾鏡。?

進一步的，根據所述食用菌清洗生產線的寬度和生產線的移動速度，調整所述數字攝像頭的焦距和光圈大小，設定鏡頭距離檢測目標的距離，并調節照明裝置的亮度和照明角度，以便獲取清晰的圖像；?

進一步的，所述數字攝像機采用2/3″彩色面陣CCD，配5百萬像素鏡頭，鏡頭距離檢測目標20cm～30cm，視場為50mm?×50mm，以每秒9幀的速度拍攝圖像，每幀圖像為2452×2056像素，每像素8bit。?

進一步的，所述食用菌清洗生產線的運動速度為約24米/分鐘。?