破损花菇机器视觉检测技术

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1、2014年11月农业机械学报第45卷第11期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．11．010*破损花菇机器视觉检测技术11112陈红夏青左婷谭鹤群边银丙(1．华中农业大学工学院，武汉430070;2．华中农业大学植物科技学院，武汉430070)摘要:为实现基于机器视觉技术的破损花菇自动检测，研究了基于曲线演化和花菇边缘灰度分析的破损检测方法以及破损花菇在线检测系统。去除花菇背景，跟踪花菇边缘，得到花菇边缘坐标曲线，对此曲线的内外部进行曲线演化，并计算内外部演化曲线与原始花菇边缘曲线接近的点的个数(Nin、Nout)，以此参数可判定花菇的破损状况;利用形态学腐

2、蚀的方法对花菇边缘进行采样，从采样灰度序列中提取均值(μ)、方差(ρ)、平均波峰宽度(Lp)和最大波峰宽度(Lmax)4个破损特征参数，进而使用模式识别的方法分析此4个破损特征参数，得出花菇的破损状况。结合曲线演化和边缘灰度分析的结果联合判断花菇的破损状况。对180个花菇样本进行测试，得出最终破损识别率为88.33%，检测速度为98个/min。关键词:花菇机器视觉破损检测曲线演化+中图分类号:TP391.4;S646.12文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)11-0060-08花菇边缘破损处灰度值明显高于其他边缘处。本文引言尝试对原始花菇边缘曲线的内外部进行曲线演化，花菇

3、是香菇中的珍品，其菌盖肥厚，肉质细嫩，并搜索最终内外部演化曲线与原始花菇边缘曲线接并且具有防病、健身、延缓衰老的作用，有较高的经近的点的个数(Nin和Nout)，以这2个参数即可判断［1－2］济价值，在国内外市场上，深受消费者的喜爱。花菇的破损状况;从花菇边缘灰度序列中提取灰度干香菇的制作工序中，由于受到机械运动的作用，菌均值(μ)、灰度方差(ρ)、平均波峰宽度(Lp)以及最盖边缘极易出现破损。破损菇会严重影响花菇的价大波峰宽度(Lmax)，并通过模式识别的方法建立花格，因此花菇的破损识别是花菇分选过程中十分关菇破损检测模型。综合利用两种方法得出的结果可键的一步。以进一步对花菇的破损作出合

4、理判断。目前花菇的破损识别主要依靠人工进行，其工作量大，生产效率低，不利于自动化生产。随着现代1试验材料与装置农业检测技术的进步，不少国内外专家尝试将机器［3－8］1.1试验材料视觉技术应用于农产品检测与分级中，并且取得了一定的成果，但未见将机器视觉技术应用到花本研究试验材料来自随州市，试验材料涵盖了菇的破损检测中。因此，本研究尝试利用机器视觉3种类型花菇，即天白花菇、白花菇和茶花菇，3种花技术对花菇进行自动破损检测。菇的菌盖纹理稍有差异。试验前依据国家出口标准由于大部分花菇破损是机械破损，所以只能通(SN/T0632—1997)感官检验法，随机选取了780个过花菇的外形以及颜色变化来判断

5、花菇是否破损。花菇样本，其中140个样本用于基于曲线演化的破经过反复观察以及试验，发现花菇菌盖边缘破损有损检测方法试验;280个样本用于基于边缘灰度分两个较为明显的特征:其一，花菇边缘一旦破损，花析的破损检测方法试验;最后的360个样本则作为菇菌盖往往会出现一个下凹的较大缺口，从而造成综合模型的试验对象。另外所有的花菇从有柄与否花菇菌盖形状畸形，这与菌盖本身较为规整的形状的角度又可分为有柄菇和去柄菇，菇柄的存在会严［9］相差甚远，可以利用边缘曲线的曲率变化或应用重影响花菇的形状分析。如图1所示，破损菇与完类椭圆曲线来量化此类特征;其二，在灰度图像中，整菇在形状和边缘灰度上有明显的不同。收稿

6、日期:2013-12-31修回日期:2014-02-26*国家现代农业产业技术体系资助项目(2008BBC012)、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010JC006)和华中农业大学优博优硕基金资助项目作者简介:陈红，副教授，主要从事农产品加工装备研究，E-mail:chenhong@mail．hzau．edu．cn第11期陈红等:破损花菇机器视觉检测技术61图2花菇类型分选系统Fig．2Automaticlineofgradingsystem1．分选系统控制箱2．液晶显示屏3．通信总线4．上位机5．光源6．图像采集系统7．振动送料盘8．振动电动机图1各种类型香菇9．十字翻转机构1

7、0．传感器11．光电传感器12．光电信号反Fig．1Differentkindsofshiitakes射板13．输送带14．喷嘴15．电磁阀16．电磁阀控制总线17．气动系统总管路18．压缩空气过滤系统19．空压机(a)边缘破损菇(b)带柄茶花菇(c)完整茶花菇(d)完整天白花菇型焦距8mm，相机在1038像素×760像素30帧/s1.2花菇自动分选系统模式下工作。光源为经稳压后沿光源箱均布的4个整个花菇类型分选系统可以