堊白米粒檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種堊白米粒檢測(cè)方法，根據(jù)普通米粒及堊白米粒的HSI圖像的I分量直方圖中會(huì)具有明顯不同的分布表現(xiàn)來(lái)區(qū)分普通米粒和堊白米粒，準(zhǔn)確度高。同時(shí)本發(fā)明還提供一種利用上述檢測(cè)方法的檢測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)快速測(cè)量米粒的堊白米粒率和堊白度。
【專利說(shuō)明】堊白米粒檢測(cè)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堊白米粒檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]堊白是因稻米胚乳中淀粉和蛋白質(zhì)顆粒填塞不緊密，疏松充氣所致。大米的堊白部分蛋白質(zhì)含量較低，淀粉含量較高，是由于大米含水份過(guò)高或者水稻收割時(shí)未成熟而造成的，所以大米堊白度越高，大米的質(zhì)量越差，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也越差。
[0003]優(yōu)質(zhì)稻米國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17981-1999中定義:“堊白”是指米粒胚乳中的白色不透明部分，根據(jù)堊白在大米胚乳中所處的位置分為腹白、心白和背白。“堊白大小”是指堊白米粒平放，米粒中堊白面積占整粒米投影面積的百分率。在優(yōu)質(zhì)稻米檢測(cè)指標(biāo)中，堊白指標(biāo)有兩個(gè):堊白度和堊白米粒率。
[0004]理論上來(lái)說(shuō)可以通過(guò)最大類間方差的辦法將堊白米與普通米粒區(qū)分出來(lái)。但是實(shí)際情況是由于在光源照射下拍攝圖片的緣故，普通米粒上有一部分的反光區(qū)域與堊白米的灰度值有很大部分的重合，通過(guò)最大類間方差來(lái)區(qū)分普通米粒與堊白米粒的準(zhǔn)確率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種準(zhǔn)確率高的堊白米粒檢測(cè)方法及便利檢測(cè)出堊白米粒的檢測(cè)系統(tǒng)。
[0006]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種堊白米粒檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0007]一、拍攝米粒的RGB圖像；
[0008]二、將米粒的RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；
[0009]二、將灰度圖像去噪；
[0010]四、采用類間最大方差法計(jì)算自適應(yīng)分割的閾值；
[0011]五、按照閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換為米粒為白色，背景為黑色的黑白二值圖像；
[0012]六、按照區(qū)域連通法計(jì)算米?？倲?shù)和每一米粒的起始坐標(biāo)；
[0013]七、計(jì)算單個(gè)米粒的像素總數(shù)；
[0014]八、將米粒的RGB圖像轉(zhuǎn)換為HSI圖像；
[0015]九、檢測(cè)米粒的I分量直方圖；
[0016]十、計(jì)算米粒的I分量直方圖中的峰點(diǎn)個(gè)數(shù)η、峰值最大值max、峰值均值aver ；
[0017]十一、根據(jù)公式D=5.0* (max-aver)/m+5.0/n 測(cè)定 D 值；
[0018]十二、比較D值與預(yù)設(shè)的Dl值，當(dāng)D小于Dl時(shí)，判定為堊白米粒；
[0019]十三、將判定的堊白米?？倲?shù)與米?？倲?shù)相除算得堊白米粒率；
[0020]十四、采用最大類間方差法分割出堊白米粒的堊白部分和正常部分；
[0021]十五、將堊白米粒的堊白部分所占像素與堊白米粒的正常部分及正常米粒的像素總和相除算得堊白度。[0022]優(yōu)選的，所述步驟十二中Dl值為0.275。
[0023]優(yōu)選的，所述步驟三中采用3*3中值濾波。
[0024]本發(fā)明還提供一種快速測(cè)量米粒的堊白米粒率和堊白度的檢測(cè)系統(tǒng)，包括米粒放置裝置、米粒圖像采集裝置、圖像分析處理裝置、輸入輸出裝置，所述圖像分析處理裝置自動(dòng)執(zhí)行上述檢測(cè)方法的步驟二至十五。
[0025]優(yōu)選的，所述米粒放置裝置包括托盤，所述托盤具有黑色的帶小粒凹坑用于收容米粒。
[0026]優(yōu)選的，所述托盤設(shè)有卡槽以便抽出或推回。
[0027]優(yōu)選的，所述輸入輸出裝置包括觸控式LED液晶顯示屏。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下技術(shù)效果:根據(jù)普通米粒及堊白米粒的HSI圖像的I分量直方圖中會(huì)具有明顯不同的分布表現(xiàn)來(lái)區(qū)分普通米粒和堊白米粒，準(zhǔn)確度高。同時(shí)利用上述檢測(cè)方法的檢測(cè)系統(tǒng)，可以用來(lái)快速測(cè)量米粒的堊白米粒率和堊白度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明涉及的堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明涉及的堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)的主視圖。
[0031]圖3為本發(fā)明涉及的堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)的托盤示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0033]發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，普通米粒及堊白米粒的HSI圖像的I分量直方圖具有很明顯的不同分布表現(xiàn)。
[0034]普通米粒的I分量直方圖分布表現(xiàn)出了較少的峰值點(diǎn)，且有一個(gè)較高，寬度較大的尖峰，而堊白米粒則呈現(xiàn)出了較多的峰值點(diǎn)，且峰值點(diǎn)散布較均勻，沒(méi)有明顯的較高，或較寬的尖峰出現(xiàn)。由此發(fā)明人提出了根據(jù)I分量直方圖的特性來(lái)判斷是否是堊白米的方法。
[0035]首先將攝像頭拍到的米粒RGB圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像，然后做3*3中值濾波去除噪聲，之后采用類間最大方差法(OTUS)計(jì)算自適應(yīng)分割閾值，并按照計(jì)算出的閾值將灰度圖像變換成米粒為白色，背景為黑色的黑白二值圖像，再按照區(qū)域連通法計(jì)算出所有米粒的總數(shù)m_sum以及每一個(gè)米粒的起始坐標(biāo)。之后就可以分別檢測(cè)每一個(gè)米粒是否為堊白米及計(jì)算堊白度的多少。下面的操作針對(duì)圖像中的每一個(gè)檢測(cè)到的米粒。
[0036]根據(jù)黑白二值圖像可以計(jì)算整個(gè)米粒的像素總數(shù)m，然后將米粒的RGB圖像轉(zhuǎn)換成HSI圖像，計(jì)算該米粒對(duì)應(yīng)部分的I分量直方圖，然后計(jì)算直方圖中峰點(diǎn)的個(gè)數(shù)n，峰點(diǎn)指的是在[0，255]的范圍內(nèi)，該點(diǎn)的直方圖數(shù)值大于其左右兩點(diǎn)的數(shù)值的點(diǎn)。然后再計(jì)算具有最高峰值的點(diǎn)max的數(shù)值以及所有峰值的平均值aver，再根據(jù)下式:
[0037]D=5.0* (max-aver) /m+5.0/η;
[0038]設(shè)定一個(gè)閾值D1，該閾值Dl設(shè)定為0.275。若測(cè)定的米粒的D大于D1，則可以判定該米粒為普通米粒，若小于D1，則可以判定該米粒是堊白米粒。
[0039]通過(guò)檢測(cè)每一粒米是否是堊白米，可獲得堊白米粒的總數(shù)m_chalk，已知米?？倲?shù)為m_sum,貝U可根據(jù)下式計(jì)算得堊白米粒率:
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種堊白米粒檢測(cè)方法，包括以下步驟: 一、拍攝米粒的RGB圖像； 二、將米粒的RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像； 二、將灰度圖像去噪； 四、采用類間最大方差法計(jì)算自適應(yīng)分割的閾值； 五、按照閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換為米粒為白色，背景為黑色的黑白二值圖像； 六、按照區(qū)域連通法計(jì)算米?？倲?shù)和每一米粒的起始坐標(biāo)； 七、計(jì)算單個(gè)米粒的像素總數(shù)； 八、將米粒的RGB圖像轉(zhuǎn)換為HSI圖像； 九、檢測(cè)米粒的I分量直方圖； 十、計(jì)算米粒的I分量直方圖中的峰點(diǎn)個(gè)數(shù)η、峰值最大值max、峰值均值aver ； 1--、根據(jù)公式 D=5.0*(max-aver)/m+5.Ο/η 測(cè)定 D 值； 十二、比較D值與預(yù)設(shè)的Dl值，當(dāng)D小于Dl時(shí)，判定為堊白米粒； 十三、將判定的堊白米?？倲?shù)與米?？倲?shù)相除算得堊白米粒率； 十四、采用最大類間方差法分割出堊白米粒的堊白部分和正常部分； 十五、將堊白米粒的堊白部分所占像素與堊白米粒的正常部分及正常米粒的像素總和相除算得堊白度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堊白米粒檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟十二中Dl值為0.275。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堊白米粒檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟三中采用3*3中值濾波。
4.一種堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)，包括米粒放置裝置、米粒圖像采集裝置、圖像分析處理裝置、輸入輸出裝置，其特征在于:所述圖像分析處理裝置自動(dòng)執(zhí)行權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)檢測(cè)方法的步驟二至十五。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述米粒放置裝置包括托盤，所述托盤具有黑色的帶小粒凹坑用于收容米粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述托盤設(shè)有卡槽以便抽出或推回。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堊白米粒檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入輸出裝置包括觸控式LED液晶顯示屏。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103674816SQ201310727381
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】王粵, 李同強(qiáng) 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)