一种大米粒型检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大米粒型检测系统，本发明是一种基于区域跨度搜索的大米粒型检测系统。该系统通过对米粒区域跨度的搜索找出大米的粒长及粒宽，最后由粒长与粒宽之比求出大米型。实验结果表明：该发明对大米粒型的测量结果与人工测量结果基本一致，相对误差为1.73%，且具有米粒旋转不变性的特点。一种大米粒型检测系统，包括定位初始旋转外切矩形、顺时针旋转、判断跨度最小值和计算长宽比四个步骤；上述步骤的实现方式根据采集的大米图像数据执行定位初始旋转外切矩形步骤，然后以初始外切矩形为起点执行顺时针旋转步骤，执行顺时针旋转步骤的同时判断跨度最小值步骤，当旋转到跨度最小值时执行计算长宽比步骤。
【专利说明】一种大米粒型检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及大米粒型检测领域，更具体的讲是一种基于区域跨度搜索的大米粒型检测系统。
【背景技术】
[0002]大米粒型是衡量大米外观品质的一个重要特征。在大米国家标准中，它是指大米粒长与粒宽之比。目前，利用自动化系统检测大米粒型的方法主要有椭圆匹配测量法和极坐标测量法。
[0003]椭圆匹配测量法将米粒近似椭圆，通过对米粒区域矩的运算求出近似椭圆的长短轴，再用长短轴之比来表示米粒的粒型，因此测量结果是米粒粒型的近似值。
[0004]极坐标测量法以米粒区域的型心为极坐标原点，原点至米粒区域边缘点的距离为极坐标半径，通过极坐标半径的旋转搜索找出最大极坐标半径的方向作为米粒的粒长方向，与此方向垂直的为粒宽方向，由于米粒区域并不以型心严格对称，因此测量结果并不能严格反映出大米粒型。
[0005]
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明公开了一种大米粒型检测系统，本发明是一种基于区域跨度搜索的大米粒型检测系统。该系统通过对米粒区域跨度的搜索找出大米的粒长及粒宽，最后由粒长与粒宽之比求出大米型。实验结果表明:该发明对大米粒型的测量结果与人工测量结果基本一致，相对误差为1.73%，且具有米粒旋转不变性的特点。
[0007]本发明是采取以下技术方案实现的:一种大米粒型检测系统，包括定位初始旋转外切矩形、顺时针旋转、判断跨度最小值和计算长宽比四个步骤；上述步骤的实现方式根据采集的大米图像数据执行定位初始旋转外切矩形步骤，然后以初始外切矩形为起点执行顺时针旋转步骤，执行顺时针旋转步骤的同时判断跨度最小值步骤，当旋转到跨度最小值时执行计算长宽比步骤。
[0008]本发明的实现还包括以下的技术方案:
上述判断跨度最小值步骤的实现方式为:以米粒区域的最左坐标点及最右坐标点为矩形对角点作一与初始旋转外切矩形成Θ角的倾斜矩形搜索该矩形各边上的像素，若有属于米粒区域的像素，则将该边向米粒区域外平移直至与米粒区域边缘相切，并扩展成米粒区域的外切矩形，该外切实线矩形就定为初始外切矩形旋转Θ角后的外切矩形。
[0009]随着旋转角Θ的变化，长宽跨度也会相应发生变化，取长宽跨度的最小值计算米粒的长宽比。
[0010]本发明优点和有益效果具体体现在以下几个方面:
1.使用本发明对大米粒型的测量结果与人工测量结果基本一致，相对误差为1.73%。
[0011]2.本发明具有米粒旋转不变性的特点。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的执行步骤示意图；
图2是米粒区域外切矩形的旋转过程示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合说明书附图1和说明附图2对本发明的实施做进一步详述:
一种大米粒型检测系统，包括定位初始旋转外切矩形、顺时针旋转、判断跨度最小值和计算长宽比四个步骤；上述步骤的实现方式根据采集的大米图像数据执行定位初始旋转外切矩形步骤，然后以初始外切矩形为起点执行顺时针旋转步骤，执行顺时针旋转步骤的同时执行判断跨度最小值步骤，当旋转到跨度最小值时执行计算长宽比步骤。
[0014]由于区域外切矩形与区域边缘相切，因此可由区域外切矩形的宽度和长度表示米粒区域的跨度。目前，区域外切矩形主要用于区域定位，且区域外切矩形的各边通常与图像坐标轴平行。这种外切矩形的长宽比难以准确反映具有任意摆置方向的米粒的粒型，只有将米粒的这种定位外切矩形根据米粒的放置方位进行适当地旋转，使外切矩形的长宽方向分别与米粒的长宽方向一致时，米粒外切矩形的长宽比才有可能反映出米粒的粒型。米粒外切矩形的旋转方法可由说明书附图2说明。设图中坐标系为图像坐标，填充区域R表示米粒区域，各边分别与图像坐标轴平行的米粒区域外切实线矩形为米粒区域的定位矩形，米粒区域边缘的最左坐标为(xL, yL),最右坐标为(xR，yR)，最上坐标为(xT,yT),最下坐标为(xB，yB)。将此定位外切矩形定为初始旋转外切矩形，米粒区域外切矩形按顺时针方向旋转，旋转方法为: 以米粒区域的最左坐标点(xL,yL)及最右坐标点(xR,yR)为矩形对角点作一与初始旋转外切矩形成Θ角的倾斜矩形，如说明书附图2倾斜的虚线矩形所示。搜索该矩形各边上的像素，若有属于R的像素，则将该边向米粒区域外平移直至与米粒区域边缘相切，并扩展成米粒区域的外切矩形，如说明书附图2中倾斜的米粒区域外切实线矩形所示。该外切实线矩形就定为初始外切矩形旋转Θ角后的外切矩形。该矩形中，与图像y轴方向成Θ角的两矩形边方程为:
Y=-XCtgΘ+xLctgΘ+yL-kΘY=-XCtgΘ+xRctgΘ+yR+1 θ (I)
其中，k0、10为平移像素数。该两边的间距(即跨度)Dl为:
Dl=|(xR-xL)ctgθ+(yR-yL)+kθ +1 Θ |l+ctg2θ (2)
矩形中，与上两边垂直的另外两边的直线方程为: y = xtgΘ-xLtgΘ+yL+mΘ y = xtgΘ-xRtgθ+yR-ηΘ ⑶
其中，πιθ、ηθ为平移像素数。该两边的间距(即跨度)D2为:
D2=I (xR-xL)tgΘ+yL-yR+mθ+nΘ |l+tg2θ (4)
随着旋转角Θ的变化，k0、1 Θ、m0、ηθ、D1、D2相应变化，取Dl和D2中的最小值为米粒的粒宽成像值W(=min(Dlmin，D2min))，则与此宽方向垂直的另一方向上的间距值即为米粒的粒长成像值L，米粒的长宽比就为L/W。
[0015]利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种大米粒型检测系统，包括定位初始旋转外切矩形、顺时针旋转、判断跨度最小值和计算长宽比四个步骤；上述步骤的实现方式根据采集的大米图像数据执行所述定位初始旋转外切矩形步骤，然后以初始外切矩形为起点执行所述顺时针旋转步骤，执行所述顺时针旋转步骤的同时执行所述判断跨度最小值步骤，当旋转到跨度最小值时执行所述计算长宽比步骤。
2.根据权利要求1所述的一种大米粒型检测系统，其特征在于:所述定位初始旋转外切矩形步骤的实现方式为:图像坐标，填充区域R表示米粒区域，各边分别与图像坐标轴平行的米粒区域外切实线矩形为米粒区域的定位矩形，米粒区域边缘的最左坐标为(xL，yL)，最右坐标为(xR，yR)，最上坐标为(xT，yT)，最下坐标为(xB，yB)，将此定位外切矩形定为初始旋转外切矩形。
3.根据权利要求1所述的一种大米粒型检测系统，其特征在于:所述顺时针旋转步骤得实现方式为:以米粒区域的最左坐标点(xL，yL)及最右坐标点(xR，yR)为矩形对角点作一与初始旋转外切矩形成Θ角的倾斜矩形，搜索该矩形各边上的像素，若有属于R的像素，则将该边向米粒区域外平移直至与米粒区域边缘相切，并扩展成米粒区域的外切矩形，该外切实线矩形就定为初始外切矩形旋转Θ角后的外切矩形。
4.根据权利要求1所述的一种大米粒型检测系统，其特征在于:所述执行所述顺时针旋转步骤的同时执行所述判断跨度最小值步骤的实现方式为:随着旋转角Θ的变化，k Θ、I Θ、m Θ、n Θ、Dl、D2相应变化，取Dl和D2中的最小值为米粒的粒宽成像值W(=min(Dlmin, D2min)),则与此宽方向垂直的另一方向上的间距值即为米粒的粒长成像值L0
5.根据权利要求1所述的一种大米粒型检测系统，其特征在于:所述所述计算长宽比步骤的实现方式为:米粒的长宽比为L/W。
【文档编号】G01B11/00GK103884274SQ201310608232
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】牛晓芳 申请人:天津思博科科技发展有限公司