一种基于机器视觉的鲜肥肝质量自动分级系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及鲜肥肝质量等级的检测和判定，属于农产品加工与检测领域，尤其是 一种基于机器视觉的鲜肥肝质量自动分级系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在传统的鲜肥肝加工行业中，通常采用人工方法对鲜肥肝的质量等级进行 分级。我国鲜肥肝质量等级主要包括感官指标等级、重量等级、理化指标等级等。鲜肥肝的 感官指标主要包括鲜肥肝的色泽、弹性、气味、损征、纹理等，其中，鲜肥肝的色泽是最主要 的评价指标。在鲜肥肝感官指标分级时，通常是由专业评级人员，在鲜肥肝加工现场，通过 肉眼观察来评定出色泽等级，然后再参考鲜肥肝的弹性、气味、损征等，最终评定出鲜肥肝 的感官指标等级。目前的鲜肥肝感官指标等级，在大多数情况下，主要是指鲜肥肝的色泽等 级。上述评级方法是一种主观、定性而非客观、定量的评价方法，评级过程依赖评级人员的 感官、经验和屯、理等因素，不仅难W保证公平和公正，而且效率低、误差大。而对于鲜肥肝重 量分级，同样是通过人工称重方法，根据不同重量将鲜肥肝划分成不同的重量等级。该种人 工称重划分鲜肥肝重量等级的方法，增加了鲜肥肝加工现场的人工操作环节，不仅影响鲜 肥肝产品质量，而且影响鲜肥肝加工生产效率。在鲜肥肝加工现场一般不进行鲜肥肝的理 化指标分级工作，理化指标分级主要是通过对具有代表性的肝样测定其粗蛋白、粗脂肪、水 分W及油脂渗出率，从而判定相应等级。总之，在鲜肥肝生产现场进行相关质量等级指标的 人工评级工作是一种主观、低效的做法，无法满足鲜肥肝工业化生产的要求，因此，有必要 对鲜肥肝质量分级方法和技术进行深入研究，W期开发一种客观、准确、高效的鲜肥肝质量 自动分级系统和方法，实现鲜肥肝质量等级的在线无损快速检测。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对鲜肥肝加工现场人工评级时具有主观性强、准确率低和评级 效率低等问题，提出一种能够适应鲜肥肝加工现场要求的基于机器视觉的鲜肥肝质量自动 分级系统及其方法。
[0004] 本发明的主要技术方案是： 一种基于机器视觉的鲜肥肝质量自动分级系统及其方法，它包括鲜肥肝采集平台、带 有光源和工业相机的暗箱和鲜肥肝质量自动分级模块，暗箱中的光源为鲜肥肝图像信息的 采集提供统一的光照条件，暗箱中的工业相机位于鲜肥肝采集平台的正上方用于鲜肥肝图 像信息的采集，工业相机的输出端与鲜肥肝质量自动分级模块连接，鲜肥肝质量自动分级 模块对采集到的鲜肥肝图像自动进行鲜肥肝色泽等级、重量等级的分级工作。
[0005] 本发明的鲜肥肝采集平台的背景颜色为浅藍色，打开暗箱光源时，工业相机采集 得到的鲜肥肝背景图像应为浅藍色。
[0006] 一种利用如上的基于机器视觉的鲜肥肝质量自动分级系统的方法，包括W下步 骤： (1)鲜肥肝质量等级的人工分级与记录；W3人为一个质量等级评定小组，对鲜肥肝样 本根据国家标准《NY67-1988》进行感官评定，将色泽等级人工划分为4个等级并用数值1、 2、3、4进行记录，将重量等级按照鲜肥肝重量范围人工划分为4个等级并用数值1、2、3、4进 行记录。
[0007] (2)鲜肥肝图像的采集；通过暗箱中的工业相机采集已完成人工质量分级的鲜肥 肝图像(样本图像)。
[000引 （3)鲜肥肝图像数据库的建立；重复步骤（1)、步骤（2)，建立鲜肥肝图像数据库， 每幅样本图像中都有其对应质量等级的记录，包括色泽等级和重量等级。
[0009] (4)鲜肥肝色泽分级模型的建立：首先对鲜肥肝图像数据库中的每一幅样 本图像利用图像处理技术分割出鲜肥肝目标图像，然后对鲜肥肝目标图像进行色泽 参数的提取，将每幅鲜肥肝目标图像中鲜肥肝区域R、G、B=个颜色分量的平均值（ 斯，幽，媒)和标准差（〇*，的，〇#)共6个特征参数作为鲜肥肝色泽等级的定量描述。最 后利用多元线性回归分析方法，建立W该6个颜色特征参数为输入、色泽等级值为输出的 鲜肥肝色泽回归分级模型。
[0010] (5)鲜肥肝重量分级模型的建立：首先对鲜肥肝图像数据库中的每一幅样本图像 利用图像处理技术分割出鲜肥肝目标图像，然后对鲜肥肝目标图像进行重量参数的提取， 将每幅鲜肥肝目标图像的鲜肥肝区域面积S和周长L共2个特征参数作为鲜肥肝重量等级 的定量描述。最后利用多元线性回归分析方法，建立W面积S和周长L为输入、重量等级为 输出的鲜肥肝重量回归分级模型。
[0011] (6)鲜肥肝质量等级自动分级；将未进行人工质量的鲜肥肝置于暗箱中的鲜肥肝 采集平台上，通过暗箱正上方的工业相机采集鲜肥肝图像，将图像信息传输到鲜肥肝质量 分级模块。鲜肥肝质量分级模块首先对鲜肥肝图像进行图像分割，得到鲜肥肝目标图像，然 后提取鲜肥肝色泽等级的6个特征参数、重量等级的2个特征参数，最后根据步骤（4)和步 骤（5)所建立的色泽分级模型和重量分级模型，分别计算出鲜肥肝的色泽等级和重量等级， 从而实现鲜肥肝质量等级的自动分级。
[0012] 本发明的有益效益： 本发明集成机器视觉技术、统计学理论和计算机语软件工程技术开发了基于机器视觉 的鲜肥肝质量自动分级系统，对采集到得鲜肥肝图像进行相关数字图像处理操作，自动提 取鲜肥肝质量的相关特征特征参数并计算质量等级(色泽等级、重量等级)，从而实现对鲜 肥肝的自动分级，弥补了鲜肥肝加工现场人工质量评级时的主观、低效等不足，大大提高了 现场分级的准确性、客观性和工作效率。
[0013] 本发明中暗箱中所使用的光源的颜色、光源类型、光照结构W及光源到鲜肥肝采 集平台的光照照度，都是经过精屯、设计及反复试验论证的，可W为鲜肥肝图像的高质量采 集提供统一稳定的光照环境。
[0014] 本发明中暗箱中所使用的工业相机类型、安装高度和位置都是经过反复试验论证 的，可W配合暗箱中的光源采集到高质量的鲜肥肝图像。
[0015] 本发明中的鲜肥肝采集平台式结合不诱钢材料粘连浅藍色