[發明專利]一種煮糖過程糖晶體偽三維顯微圖像處理方法以及裝置

有效

• 申請號: 201510040056.4
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104599276B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 趙進創;傅文利;鄒星星;梁妮
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 王正茂

技術領域

本發明涉及煮糖過程糖液結晶過程檢測技術領域，特別涉及一種煮糖過程糖晶體偽三維顯微圖像處理方法以及裝置。

背景技術

在制糖工業中，蔗糖廠煮糖罐內糖液的結晶操作中起晶、止晶、養晶過程需要操作人員不斷的觀察罐內晶粒狀況，是否出現粘晶、偽晶，以便作出相應的操作。目前多數糖廠都是用抽樣碳棒取出糖膏樣品在燈下觀察或手捻憑感覺來判斷，不能直接觀察到罐內晶粒變化情況，給操作的準確性帶來了一定困難。為解決這一問題，研究人員研制了煮糖顯微觀察鏡，直接裝在罐壁上，可清晰觀察罐內晶體變化情況，及時發現粘晶、偽晶等不正常晶粒生長，從而提高糖分回收率，提高成品糖質量、降低能耗。

但由于光照和晶體本身的原因，顯微鏡采集的蔗糖晶體圖像不可避免地出現了失真。光照強時，所采集的圖像整體灰度級高，圖像亮度大；反之將得到較暗的圖像。由于蔗糖晶體本身是透明，鏡面的，采集出來的圖像是偽三維圖像(即非真正的三維圖像，其三維效果是由于晶體透光反射和折射造成的視覺三維，稱之為偽三維圖像)，這給蔗糖結晶觀察的準確性帶來了困難。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煮糖過程糖晶體偽三維顯微圖像處理方法，從而克服顯微鏡采集的蔗糖晶體圖像是偽三維圖像，導致蔗糖結晶觀察的準確性較差的缺點。

為實現上述目的，本發明提供了一種煮糖過程糖晶體偽三維顯微圖像處理方法，包括以下步驟：1)對所述偽三維顯微圖像進行預處理；2)采用邊緣檢測算子對預處理后的所述偽三維顯微圖像進行梯度計算，獲得梯度圖像；3)采用最大類間方差法對所述梯度圖像進行邊緣提取；4)去除邊緣提取后所述梯度圖像的偽三維，得到所述糖晶體的實際邊緣。

上述技術方案中，步驟1)中對所述偽三維顯微圖像進行預處理包括灰度化、中值濾波以及高斯平滑。

上述技術方案中，步驟4)中去除邊緣提取后所述梯度圖像的偽三維，得到所述糖晶體的實際邊緣的步驟包括：41)對用最大類間方差法處理后的所述梯度圖像進行二值化處理；42)去除二值化處理后的所述梯度圖像的噪聲點獲得雙層輪廓圖；43)去除所述雙層輪廓圖的內輪廓得到晶體外輪廓圖；44)對所述晶體外輪廓圖進行填充，得到所述糖晶體的實際邊緣。

本發明的另一目的在于提供一種煮糖過程糖晶體偽三維顯微圖像處理裝置，從而克服顯微鏡采集的蔗糖晶體圖像是偽三維圖像，導致蔗糖結晶觀察的準確性較差的缺點。

為實現上述目的，本發明提供了一種煮糖過程糖晶體偽三維顯微圖像處理裝置，包括：預處理模塊，用于對所述偽三維顯微圖像進行預處理；圖像獲取模塊，用于采用邊緣檢測算子對預處理后的所述偽三維顯微圖像進行梯度計算，獲得梯度圖像；邊緣提取模塊，用于采用最大類間方差法對所述梯度圖像進行邊緣提取；去除偽三維模塊，用于去除邊緣提取后所述梯度圖像的偽三維，得到所述糖晶體的實際邊緣。

上述技術方案中，所述預處理模塊具體用于對所述偽三維顯微圖像進行灰度化、中值濾波以及高斯平滑。

上述技術方案中，所述去除偽三維模塊具體包括：二值化處理子模塊，用于對采用最大類間方差法處理后的所述梯度圖像進行二值化處理；去噪聲點子模塊，用于去除二值化處理后的所述梯度圖像的噪聲點獲得雙層輪廓圖；去內輪廓子模塊，用于去除所述雙層輪廓圖的內輪廓得到晶體外輪廓圖；填充子模塊，用于對所述晶體外輪廓圖進行填充，得到所述糖晶體的實際邊緣。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明的處理方法以及裝置能夠對煮糖過程中采集到的蔗糖晶體顯微圖像(即一類具有復雜噪聲背景的偽三維圖像)進行有效的邊緣檢測，提高蔗糖晶體觀察的準確性，為實現蔗糖結晶過程可視化實時檢測提供了途徑。

附圖說明

圖1是根據本發明的煮糖過程糖結晶顯微圖像偽三維處理方法的流程圖。

圖2是根據本發明的蔗糖晶體偽三維現象局部圖像示意圖。

圖3是根據本發明預處理后得到的偽三維蔗糖晶體顯微圖像示意圖。

圖4是根據本發明經過邊緣檢測算子運算后得到的梯度圖像示意圖。

圖5是根據本發明經過最大類間方差法邊緣提取后得到的圖像示意圖。

圖6是根據本發明經過對最大類間方差法處理后再進行二值化處理得到的圖像示意圖。

圖7是根據本發明經過去除噪聲點得到的雙層輪廓圖示意圖。

圖8是根據本發明經過本發明方法得到的糖晶體外輪廓圖示意圖。