[发明专利]一种整精米率批量测定方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定方法及其设备，特别是一种整精米率批量测定方法及其设备。

背景技术

随着计算机视觉技术的发展，其在农业领域上已得到广泛的应用(McCarthy and Hancock et al.,2010；Sakamoto and Gitelson et al.,2012；Lee and Lee,2013)，在大米品质的研究上也越来越多，包括米粒几何特征(Emadzadeh and Razavi et al.,2010；Mebatsion and Paliwal et al.,2012；Bornhorst and Kostlan et al.,2013)、裂纹分析(Lan and Fang et al.,2002；Shimizu and Haque et al.,2008；Lin and Chen et al.,2012)、垩白分析(Yoshioka and Iwata et al.,2007；Sun and Liu et al.,2014)、透明度分析(Fang and Hu et al.,2015)等。

对于利用计算机视觉技术进行大米整精米率检测的研究也有一定的进展，Yadav,B.K.等人(Yadav and Jindal,2001)通过提取二维图像中整精米和破碎米的长度、周长、投影面积等特征参数，建立整精米率的定量估算模型，最小RMSE为1.1％。；van Dalen(van Dalen,2004)利用平台扫描和图像分析技术检测整精米和破碎米，结果表明，该方法在保证精度的同时比人工检测缩短了大量时间。

然而缺少对整精米检测方法系统的描述，如批量化设备的构建、高效整精米检测方法的描述。这些现有技术仍然处于理论研究阶段，很多都是在理想情况下进行精米率计算，而实际生产或测量过程中，无法将米粒排列整齐或者平铺均匀，因此需要一种能够实际运用的整精米率批量测定方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种整精米率批量测定方法及其设备，它能够在生产中快速准确地获取整精米率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种整精米率批量测定方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：图像获取，将米粒通过振动器均匀散落在传送带上，相机在正上方拍照获取米粒初始图像；

步骤二：图像预处理，将米粒从背景中提取出来，并进行去噪和平滑处理；

步骤三：分离粘连米粒，利用凹点检测和凹点匹配分离粘连米粒；

步骤四：识别整精米，利用最小外接矩形法计算粒长，从而识别整精米；

步骤五：计算整精米率：利用整精米率公式HRY＝S_hr/S_total×100％计算整精米率。

进一步地，所述步骤一中传送带采用黑色皮带。

进一步地，所述步骤一中相机垂直放置在传送带正上方30cm处，传送带匀速转动，每隔5s拍摄一次。

进一步地，所述步骤二具体为，通过自适应阈值分割法将米粒从黑色背景中提取出来，对图像中所有连通区域进行标记，噪声的连通区域像素数远小于米粒像素数，设置合适的阈值将噪声点去除，最后，采用3*3像素模板对图像进行中值滤波实现米粒边缘的平滑处理。

进一步地，所述步骤三中凸点检测具体为，设置合适的模板，选取坐标值最小的米粒边缘像素点，以该点为中心延边缘顺时针行走，计算每个模板中米粒像素数的占有率，ECMP值计算公式：

其中PF是米粒像素数，SM为模板尺寸。

进一步地，所述步骤三中凸点匹配具体为，设置协同约束条件，达到多凹点的正确匹配：

1)以一个任意凹点A作为匹配的基本点BP，并设该BP为坐标原点建立坐标系，找到米粒边缘与ECMP所用模板的交点M(a1,b1)、N(a2,b2)，连接直线MA、NA，匹配点MP需在MA与NA所构成的虚线区域内，f(x)代表虚线区域的范围，公式表示为：

2)若在虚线区域内有2个及以上MP，则距离BP最近的MP为真MP；

3)若虚线区域内无一个MP，换下一个凹点重复1)、2)两步骤，直至所有凹点匹配结束；

4)在所有凹点匹配完成后，将相匹配的点两两连线，利用自适应阈值分割法实现米粒的最终分割。