基于機(jī)器視覺的蝦仁重量預(yù)測(cè)研究.pdf

1、蝦仁是我國(guó)重要的水產(chǎn)品之一，蝦仁的分級(jí)是蝦仁加工過程中極重要的一環(huán)．但目前在我國(guó)，蝦仁分級(jí)作業(yè)完全依靠人工進(jìn)行，作業(yè)效率低并可能造成蝦仁污染．因此，對(duì)蝦仁分級(jí)自動(dòng)化設(shè)備的研究具有重要意義．本課題提出并研究利用機(jī)器視覺技術(shù)來對(duì)蝦仁進(jìn)行自動(dòng)分級(jí)，與現(xiàn)有的分級(jí)機(jī)構(gòu)完全不同．本課題的研究目的是通過對(duì)蝦仁圖像特征參數(shù)提取，建立與重量之間的相關(guān)關(guān)系，為基于視覺技術(shù)的蝦仁分級(jí)提供依據(jù)。本文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1．通過對(duì)國(guó)內(nèi)外蝦和

2、蝦仁分級(jí)以及其他一些水產(chǎn)品分級(jí)的研究應(yīng)用情況，結(jié)合機(jī)器視覺技術(shù)在水產(chǎn)品生產(chǎn)加工中的應(yīng)用，指出現(xiàn)有蝦和蝦仁分級(jí)設(shè)備存在作業(yè)效率低、高損耗、算法不合理等問題，提出一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的蝦仁分級(jí)方法，該方法通過對(duì)蝦仁視覺圖像的分析，提取蝦仁輪廓線長(zhǎng)、面積和細(xì)化曲線，通過這些參數(shù)對(duì)蝦仁重量進(jìn)行預(yù)測(cè)，在考慮計(jì)算速度的前提下進(jìn)行參數(shù)選擇和優(yōu)化，用于自動(dòng)分級(jí)．
　　 2．研究分析了蝦仁圖像的預(yù)處理方法，得出3×3中值濾波為較佳的濾波方法；對(duì)比

3、選取了適合本研究的閾值分割方法；得到結(jié)構(gòu)元素為圓形的形態(tài)學(xué)開運(yùn)算濾波效果較好，并提出根據(jù)蝦仁圖像面積大小對(duì)平均面積采用的形態(tài)學(xué)開運(yùn)算結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行縮放．
　　 3．通過分析蝦仁圖像細(xì)化曲線中存在分支和分支點(diǎn)連接方式特征的研究，選取每個(gè)像素3×3領(lǐng)域掃描法正確識(shí)別了細(xì)化曲線上分支點(diǎn)的存在；提出了通過擦除端點(diǎn)的方法來消除蝦仁細(xì)化曲線上的分支；通過統(tǒng)計(jì)細(xì)化曲線圖像點(diǎn)之間的關(guān)系，采用平均值補(bǔ)償?shù)姆椒ㄑa(bǔ)償細(xì)化曲線主線上被擦除部分，驗(yàn)證了算法

4、的精確度．
　　 4．分析單獨(dú)圖像參數(shù)與蝦仁重量之間的相關(guān)關(guān)系，得到面積為相關(guān)性最高的參數(shù)，但單因素存在一定不合理性；通過幾何數(shù)學(xué)分析，論證了其他參數(shù)選取的合理性；引入了近似寬度概念，分析了該值與重量之間的相關(guān)關(guān)系；將參數(shù)分別按面積與輪廓線長(zhǎng)、面積與細(xì)化曲線、輪廓線長(zhǎng)與細(xì)化曲線及面積與寬度這四種組合來建立與重量之間的雙因素相關(guān)性模型，得出多因素對(duì)于較小的蝦仁重量預(yù)測(cè)具有較大意義；采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全因素重量預(yù)測(cè)，結(jié)果表明精度有