一種基于機(jī)器視覺的淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及淡水魚新鮮度分級的系統(tǒng)和方法，具體來說，是一種基于機(jī)器視覺的 淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)及方法，屬于淡水魚新鮮度分級技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 新鮮度是淡水魚最重要的品質(zhì)指標(biāo)，直接關(guān)系到食品的質(zhì)量與安全。現(xiàn)有的淡水 魚分級系統(tǒng)較為簡單，一般只能根據(jù)重量進(jìn)行分級。如需根據(jù)淡水魚的新鮮程度進(jìn)行分級 則一般比較麻煩，勞動強(qiáng)度較大，計(jì)數(shù)麻煩，而且分級準(zhǔn)確度也難W保證。
[0003] 傳統(tǒng)的分級方法雖然能在一定程度上檢測出淡水魚的新鮮度，但是存在速度較 慢、費(fèi)時費(fèi)力、結(jié)果不精確等缺點(diǎn)，因此，快速、無損的淡水魚新鮮度檢測方法對于淡水魚 的保鮮，膽藏W及深加工等都有著極其重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)對于區(qū)分淡水魚新鮮度的過程比較繁 瑣，速度較慢、費(fèi)時費(fèi)力、結(jié)果不精確、分級計(jì)數(shù)也不較困難。 陽〇化]本發(fā)明旨在提供一種針對淡水魚新鮮度判別的分級系統(tǒng)，W解決分級過程中無法 區(qū)分魚新鮮度的問題。本發(fā)明利用機(jī)器視覺評價淡水魚新鮮度，并根據(jù)新鮮度將淡水魚進(jìn) 行分級。
[0006] 淡水魚在膽藏過程中，隨著時間的推移，其魚體各部位的外部感官會發(fā)生變化，特 別是魚眼會發(fā)生變灰，模糊渾濁，利用機(jī)器視覺提取魚眼特征，進(jìn)行后期數(shù)字處理，能夠提 取對象的顏色特征RGB值等信息，并根據(jù)顏色特征值進(jìn)行新鮮度分類，并利用自動化控制 方法在輸送帶上實(shí)現(xiàn)品質(zhì)的分級，從而實(shí)現(xiàn)新鮮度的快速準(zhǔn)確檢測和分級。 陽007] 具體采取W下技術(shù)方案：
[0008] 一種基于機(jī)器視覺的淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)，其特征在于：包括工業(yè)計(jì)算機(jī)1、分 級輸送臺；所述分級輸送臺的起始端設(shè)置首部激光計(jì)數(shù)傳感器2、工業(yè)攝像機(jī)3、L邸光源4， 沿分級輸送臺輸送方向還設(shè)置噴射氣路，噴射氣路上與分級輸送臺對應(yīng)位置依次設(shè)置與淡 水魚新鮮度分級級數(shù)相等數(shù)量的噴嘴，每個噴嘴由對應(yīng)的電磁閥控制開閉，每個噴嘴之前 設(shè)有對應(yīng)的分級激光計(jì)數(shù)傳感器，分級激光計(jì)數(shù)器之間的距離成等差數(shù)列，公差為5cm;所 述首部激光計(jì)數(shù)傳感器2感應(yīng)到分級輸送臺上的輸送的淡水魚時，L邸光源4短暫開啟，同 時工業(yè)攝像機(jī)3啟動拍攝；所述分級輸送臺上，對應(yīng)位置的噴嘴將淡水魚吹落并分類收集； 所述首部激光計(jì)數(shù)傳感器2、工業(yè)攝像機(jī)3、L邸光源4、電磁閥、分級激光計(jì)數(shù)傳感器均與工 業(yè)計(jì)算機(jī)信號連接。
[0009] 進(jìn)一步的，淡水魚新鮮度分級分為四個級別，噴嘴、分級激光計(jì)數(shù)傳感器的數(shù)量均 為四個。
[0010] 一種上述的基于機(jī)器視覺的淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)的分級方法，其特征在于：淡 水魚由輔助設(shè)備放置到分級輸送臺上，前后兩個淡水魚之間存在一定的間隙，便于計(jì)數(shù)和 后續(xù)分級操作；所述的工業(yè)攝像機(jī)3用于對魚的圖像拍攝，工業(yè)計(jì)算機(jī)I對圖像數(shù)據(jù)作判別 處理，分級處理步驟如下：工業(yè)計(jì)算機(jī)1利用激光傳感計(jì)數(shù)器2給輸送帶上的淡水魚編號為 M，M初始值為0,工業(yè)計(jì)算機(jī)1控制工業(yè)攝像機(jī)3進(jìn)行機(jī)器視覺圖像獲取W及魚眼顏色特征 R值處理，并根據(jù)R值進(jìn)行新鮮度分類，從而得到矩陣F[M，1]和F[M，2]，當(dāng)F[M，2]值為1的 淡水魚輸送到一號噴嘴6位置時，一號電磁閥15短暫開啟，一號噴嘴6噴出高壓氣體，將淡 水魚從輸送臺上吹落；當(dāng)F[M，2]值為2的淡水魚輸送到二號噴嘴9位置時，二號電磁閥16 短暫開啟，二號噴嘴9噴出高壓氣體，將淡水魚從輸送臺上吹落；當(dāng)F[M，2]值為3的淡水魚 輸送到=號噴嘴11位置時，立號電磁閥17短暫開啟，=號噴嘴11噴出高壓氣體，將淡水魚 從輸送臺上吹落；當(dāng)F[M，2]值為4的淡水魚輸送到四號噴嘴13位置時，四號電磁閥18短 暫開啟，四號噴嘴噴出高壓氣體，將淡水魚從輸送臺上吹落；其中一至四號電磁閥的控制算 法如下：每一個分級激光計(jì)數(shù)傳感器探測到一條淡水魚輸送過時自動計(jì)數(shù)為1次，計(jì)數(shù)從1 開始，其中一號分級激光計(jì)數(shù)傳感器5的計(jì)數(shù)值賦值給LI,二號分級激光計(jì)數(shù)傳感器8的 計(jì)數(shù)值賦值給L2，=號分級激光計(jì)數(shù)傳感器10的計(jì)數(shù)值賦值給L3,四號分級激光計(jì)數(shù)傳感 器12的計(jì)數(shù)值賦值給L4 ;一號電磁閥15對應(yīng)的控制矩陣為D[1]，二號電磁閥16對應(yīng)的控 制矩陣為D巧]，二號電磁閥17對應(yīng)的控制矩陣為M3]，四號電磁閥18對應(yīng)的控制矩陣為 D[4];其中，D[l] =L1，D[2] =L1+L2，D[3] =L1+L2+L3，D[4] =L1+L化L3+L4;工業(yè)控制 計(jì)算機(jī)I控制首部激光計(jì)數(shù)傳感器2的計(jì)數(shù)值獲得計(jì)數(shù)值M，各電磁閥控制所用計(jì)數(shù)值為 N，N從1開始，電磁閥每開啟一次，N自動計(jì)數(shù)加1 ;當(dāng)〇|巧襄。巧時，一號電磁閥短 暫開啟；當(dāng)魏掛=-!：奮〇邱，菊叱：號電磁閥短暫開"；、"|1>憐'.=-1：裏611矣2|時，立號電 磁閥短暫開"；'"|巧i'緝.''-.裝Is巧巧時，四號電磁閥短暫開啟。
[0011] 進(jìn)一步的，F(xiàn)[M，1]的值為顏色特征RGB中的R值，R初始值設(shè)為0,F[M，2]的值為 新鮮度分類值，新鮮度分類值初始值設(shè)為0。
[0012] 進(jìn)一步的，根據(jù)矩陣F[M，1]值將淡水魚的新鮮度品質(zhì)分為1、2、3、4類，F(xiàn)[M，1]值 《20 為 1 類；20<F[M，1]值《25 為 2 類；25<F[M，1]值《45 為 3 類；F[M，1]值> 45 為 4 類，1類至4類品質(zhì)依次下降，其中1類代表品質(zhì)最新鮮，4類代表品質(zhì)最不新鮮；根據(jù)新鮮 度分類值賦值給矩陣F[M，2]，新鮮度分為1、2、3、4分別對應(yīng)的矩陣F[M，2]的值為1、2、3、 4。
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0014] 1)采用機(jī)器視覺對魚新鮮程度進(jìn)行分類收集，分類過程簡單，省時省力。
[0015] 2)可根據(jù)電磁閥的開啟次數(shù)自動獲取每種分類的淡水魚的數(shù)量，在自動分類的同 時實(shí)現(xiàn)了自動計(jì)數(shù)。
[0016] 3)各電磁閥根據(jù)需要開啟的控制算法巧妙。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明基于機(jī)器視覺的淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)的主視圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明基于機(jī)器視覺的淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)的俯視圖。
[0019] 圖中：1工業(yè)計(jì)算機(jī)，2首部激光計(jì)數(shù)傳感器，3,工業(yè)攝像機(jī)，化邸光源，5-號分 級激光計(jì)數(shù)傳感器，6 -號噴嘴，7分級輸送臺，8二號分級激光計(jì)數(shù)傳感器，9二號噴嘴，10 =號分級激光計(jì)數(shù)傳感器，11 =號噴嘴，12四號分級激光計(jì)數(shù)傳感器，13四號噴嘴，14壓縮 空氣輸送管，15 -號電磁閥，16二號電磁閥，17S號電磁閥，18四號電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021] 參加圖1-圖2,一種基于機(jī)器視覺的淡水魚新鮮度分級系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)由工業(yè) 攝像機(jī)3,L邸光源4,首部激光計(jì)數(shù)傳感器2,分級激光計(jì)數(shù)傳感器，噴嘴，分級輸送臺，壓縮 空氣輸送管，電磁閥和工業(yè)計(jì)算機(jī)1等組成。
[0022] 所述的工業(yè)攝像機(jī)3和L邸光源4位于分級輸送帶的前端的正上方，在該位置輸 送帶的側(cè)面還布置了首部激光計(jì)數(shù)傳感器2,淡水魚由輔助設(shè)備放置到輸送帶上，前后兩個 淡水魚之間存在一定的間隙，便于計(jì)數(shù)和后續(xù)分級操作。所述的工業(yè)攝像機(jī)3用于對魚的 圖像拍攝，并對圖像數(shù)據(jù)作判別處理，所述的工業(yè)計(jì)算機(jī)還包含如下機(jī)器視覺處理流程：
[0023] 首部激光計(jì)數(shù)傳感器探測到淡水魚，首部激光計(jì)數(shù)器從1開始計(jì)數(shù)，并且將對應(yīng) 的淡水魚編號為M(M的范圍從1開始至9999999)，首部激光計(jì)數(shù)傳感器2在獲得計(jì)數(shù)信號 的同時激發(fā)工業(yè)攝像頭3進(jìn)行快速抓拍淡水魚的機(jī)器視覺圖像，并將機(jī)器視覺圖像標(biāo)識為 矩陣F[M，1]和F[M，2];其中M為計(jì)數(shù)編號，F(xiàn)[M，1]的值為顏色特征RGB中的R值，初始值 設(shè)為0,F[M，2]的值為新鮮度分類值，初始值設(shè)為0 ;
[0024] 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)研究可知淡水魚的新鮮度與魚眼顏色特征R值成線性正相 關(guān)，采用爬山算法和區(qū)域生長法提取魚眼顏色特征的R值，并將R值的數(shù)據(jù)存在到矩陣 F[M，1]中；
[0025] 根據(jù)矩陣F[M，1]值可朗尋淡水魚的新鮮度品質(zhì)分為1、2、3、4類，F(xiàn)[M，1]值《20 為 1 類；20<F[M，1]值《25 為 2 類；25<F[M，1]值《45 為 3 類；F[M，1]值> 45 為 4 類。1 類至4類品質(zhì)依次下降，其中1類代表品質(zhì)最新鮮，4類代表品質(zhì)最不新鮮；
[00%] 根據(jù)F[M，1]值將新鮮度分為