[發(fā)明專利]一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210573966.5
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103076288A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 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(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

1.一種基于計算機(jī)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(tǒng)（6）、外觸發(fā)模塊（4）和計算機(jī)系統(tǒng)（5）；視覺采集裝置（1）與光照系統(tǒng)（6）、計算機(jī)系統(tǒng)（5）連接，還通過外觸發(fā)模塊（4）和計算機(jī)系統(tǒng)（5）連接；

光照系統(tǒng)（6）：用于提供光照環(huán)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(tǒng)（6）內(nèi)部魚肉的圖像信息；

外觸發(fā)模塊（4）：接收計算機(jī)系統(tǒng)（5）的控制信號并觸發(fā)視覺采集裝置（1）令其采集圖像信息；

計算機(jī)系統(tǒng)（5）：接收人機(jī)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(jìn)行圖像處理得到魚肉的等級；同時將采集的過程實(shí)時顯示在人機(jī)界面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級裝置，其特征在于：所述光照系統(tǒng)（6）包括箱體、燈管（7）和白色反光板（8）；箱體一側(cè)面為用于放入魚肉的開口，內(nèi)表面為白色反光板（8），內(nèi)側(cè)上方安裝有燈管（7），頂面中部為用于視覺采集裝置（1）采集圖像的玻璃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級裝置，其特征在于：所述視覺采集裝置（1）包括CCD圖像傳感器（2）和圖像采集卡（3）；CCD圖像傳感器（2）的光軸垂直于光照系統(tǒng)（6）的底面，CCD圖像傳感器（2）與外觸發(fā)模塊（4）連接，還通過圖像采集卡（3）與計算機(jī)系統(tǒng)（5）連接。

4.一種基于計算機(jī)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(jī)系統(tǒng)（5）的人機(jī)界面接收指令后，發(fā)出控制信號至外觸發(fā)模塊（4）使其觸發(fā)視覺采集裝置（1）采集魚肉圖像信息；

計算機(jī)系統(tǒng)（5）將圖像采集卡（3）采集的魚肉圖像信息進(jìn)行圖像預(yù)處理后，提取魚肉圖像中的肉片區(qū)域進(jìn)行顏色特征提取，然后將得到的顏色特征值代入建立的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)時顯示在人機(jī)界面上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級方法，其特征在于：所述計算機(jī)系統(tǒng)（5）的人機(jī)界面接收的指令包括：光照設(shè)定，圖像獲取，獲取肉色等級。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級方法，其特征在于：所述圖像預(yù)處理具體為將圖像采集卡（3）采集的魚肉圖像信息轉(zhuǎn)換為RGB圖像，再利用3×3的中值濾波器對整個圖像進(jìn)行掩模，做降噪處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級方法，其特征在于：所述顏色特征提取具體為將合格區(qū)域的圖像由RGB彩色空間轉(zhuǎn)換至CIE?Lab彩色空間，并提取RGB圖像中所有像素點(diǎn)G通道下的平均值，提取CIE?Lab圖像中所有像素點(diǎn)L通道、a通道下的平均值。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級方法，其特征在于：所述建立標(biāo)準(zhǔn)肉色方程包括以下步驟：

采集標(biāo)準(zhǔn)比色卡20至34級的彩色圖像上的10個隨機(jī)區(qū)域，在RGB彩色空間中獲取圖像各區(qū)域中所有像素點(diǎn)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(zhuǎn)換到CIE?Lab彩色空間和HSV彩色空間，分別獲取所有像素點(diǎn)各個區(qū)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(yīng)標(biāo)準(zhǔn)比色卡等級進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)比色卡所標(biāo)定的等級的線性關(guān)系最好的三個特征作為標(biāo)準(zhǔn)肉色方程的參數(shù)，即得到標(biāo)準(zhǔn)肉色方程。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于計算機(jī)視覺的魚肉自動分級方法，其特征在于：所述標(biāo)準(zhǔn)肉色方程為

MCL＝-0.038G-0.031×L+0.18×a+22.365

MCL為肉色等級，G為綠色通道，L為明度通道，a為紅/綠通道。