[發(fā)明專利]基于計算機視覺技術(shù)的大米白度檢測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910132336.6
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109682817A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李冰;蔣克旋;李偉國
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/25;G06T5/00;G06T7/155;G06T7/194
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，公開了基于計算機視覺技術(shù)的大米白度檢測裝置，包括黑色背景測試板、作為白度標(biāo)準(zhǔn)的氧化鎂板、補光燈、CCD相機、終端處理電腦、第一支架和第二支架；作為白度標(biāo)準(zhǔn)的氧化鎂板放在黑色背景測試板上，第二支架的一端固定在黑色背景測試板上，補光燈固定在第二支架上，第二支架的另一端與第一支架的一端連接，CCD相機固定在第一支架的另一端，CCD相機的數(shù)據(jù)輸出端與終端處理電腦連接。本發(fā)明采用計算機視覺技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)，檢測速度快，精度高，有較高的可靠性；系統(tǒng)集成和軟硬件升級維護方便，可以實現(xiàn)在線實時檢測；可以消除因人工評判而產(chǎn)生的個體誤差，降低工人的工作量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及基于計算機視覺技術(shù)的大米白度檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

大米是人類生活的主要食物之一，尤其對于中國來說，既是世界大米的主要生產(chǎn)地，又是大米的主要消費地。隨著人們生活品質(zhì)需求的日益提高，人們越來越看重食物的質(zhì)量。對于大米來說，大米的外觀品質(zhì)主要有外形、色澤、顏色等。以往我們對大米品質(zhì)的判斷主要依靠人工評判，但是人工評判容易引入因個人主觀經(jīng)驗、疲勞等因素帶來的誤差。隨著計算機視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，引入計算機來對大米的外觀品質(zhì)做出客觀的評價則愈發(fā)的重要。

留胚米是指一種留胚率在80％以上的大米，因具有豐富的營養(yǎng)價值而備受關(guān)注，留胚米的市場需求也在逐年遞增，而保證留胚米生產(chǎn)品質(zhì)則尤為重要。針對留胚米檢測指標(biāo)要求，以留胚米為研究對象，應(yīng)用計算機視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)對留胚米白度的在線檢測方法進行研究，實現(xiàn)留胚米白度自動檢測。

白度是表示物質(zhì)表面白色的程度，以白色含有量的百分率表示。測定物質(zhì)的白度通常以氧化鎂為標(biāo)準(zhǔn)白度100％，并定它為標(biāo)準(zhǔn)反射率100％，以藍光照射氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)板表面的反射率百分率來表示試樣的藍光白度；用紅、綠、藍三種濾色片或三種光源測出三個數(shù)值，平均值為三色光白度。反射率越高，白度越高，反之亦然。測定白度的儀器有多種，主要是光電白度計，標(biāo)準(zhǔn)不完全相同。習(xí)慣上把白度的單位“％”作為“度”的同義詞，如新聞紙的白度為55％～70％。不同用途的白度公式有很多，常見的有GB1530白度、藍光白度等。

以457nm藍光照射到氧化鎂板的反射率為白度基準(zhǔn)值，以該種光照射到大米上的反射率與照射到氧化鎂板上的反射率的百分比來表示大米的白度。有研究表明，面陣CCD相機對457nm的藍光具有比較好的響應(yīng)靈敏度。

房國志、王鑫、趙云志，一種大米白度的檢測方法，哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2008，運用了一種基于三刺激值的大米白度檢測方法，在利用三刺激值理論獲取大米白度及彩色信息基礎(chǔ)上，對大米進行綜合評價；此方法不但可以準(zhǔn)確測得大米的白度值，還可以對大米的L＊、a＊、b＊各項色彩指標(biāo)進行計算，L＊為米制明度；a＊、b＊為米制色品，在測得大米白度的同時，也給出大米的偏色程度.實驗結(jié)果表明，該方法可客觀全面地評價大米色澤，準(zhǔn)確區(qū)分大米質(zhì)量。但該方法的積分過程不穩(wěn)定，且實際使用時軟件的升級維護復(fù)雜，可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于公開檢測速度快、精度高、可靠性高的基于計算機視覺技術(shù)的大米白度檢測裝置及方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

基于計算機視覺技術(shù)的大米白度檢測裝置，包括黑色背景測試板1、作為白度標(biāo)準(zhǔn)的氧化鎂板3、補光燈4、CCD相機5、終端處理電腦6、第一支架8和第二支架7；

作為白度標(biāo)準(zhǔn)的氧化鎂板3放在黑色背景測試板1上，第二支架7的一端固定在黑色背景測試板1上，補光燈4固定在第二支架7上，第二支架7的另一端與第一支架8的一端連接，CCD相機5固定在第一支架8的另一端，CCD相機5的數(shù)據(jù)輸出端與終端處理電腦6連接。

基于計算機視覺技術(shù)的大米白度檢測方法，包含如下步驟：

步驟(1)：獲取數(shù)字圖像：