计算机视觉在牛肉大理石花纹自动分级中的应用研究

论文摘要

牛肉是人类理想的食品之一,它以高蛋白、低脂肪、肉质鲜美等特点日益受到消费者的青睐。近年来我国牛肉生产发展迅猛,总产量、人均消费量较改革开放初期增长了20多倍,已成为世界第三大牛肉生产国。但由于我国牛肉产业尚没有实行分级制度等原因,我国牛肉行业在国际牛肉贸易的舞台上始终无法扮演重要角色。我国肉类科技工作者从国内外研究现状出发,建立既符合中国国情又与国际市场接轨的牛肉等级分级系统。牛肉大理石花纹是牛肉质量最重要的决定因素,但大理石花纹是由分级员感官评定的,这种方法存在主观随意性,并且耗时耗力。相比之下,利用机器视觉技术来自动检测牛肉等级具有评定结果客观、评定速度快的优点。本研究依据《牛肉等级标准》,利用计算机视觉检测技术基于牛肉大理石花纹对牛胴体质量等级做出评判,建立了一套牛肉胴体质量等级的计算机视觉检测硬件和软件系统。所做工作及成果如下:(1)设计了牛肉胴体等级的计算机视觉检测硬件系统。采用基于漫反射的光源箱,避免由于肉体表面的水分和油分反射而产生亮斑的问题,能获取清晰的、高质量的样本图像。(2)通过对样本图像的分析对比,本研究使用R分量的最大方差自动取阈值分割算法消除背景,用中值滤波器快速算法去除图像中的噪声,改善图像质量。(3)根据眼肌切面图像的特点,设计了基于Ohta和RGB颜色空间的眼肌切面中背长肌分割算法。(4)使用FCM算法准确地提取大理石花纹图像。(5)用脂肪肌肉面积比和像素灰度矩特征三个特征值来表征大理石花纹。(6)运用支持向量机的方法对牛肉大理石花纹等级判别,总体判准率为84.9%。(7)设计了牛肉胴体等级的计算机视觉检测软件系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 牛胴体肉质量等级
• 1.2.1 美国牛胴体肉等级标准
• 1.2.2 中国牛胴体肉等级标准
• 1.3 计算机视觉概述
• 1.4 计算机视觉在农畜产品品质检测中的研究现状
• 1.5 本研究的主要内容和技术路线
• 1.5.1 本研究的主要内容
• 1.5.2 本研究的技术路线
• 第二章 牛肉眼肌图像采集及质量等级评定系统
• 2.1 光源和光箱
• 2.2 摄像头
• 2.3 采集卡
• 2.4 主控计算机
• 2.5 软件系统简介
• 2.6 样本图像采集
• 2.7 本章小结
• 第三章 牛肉眼肌切面图像预处理算法的研究
• 3.1 试验材料
• 3.2 专家系统建立
• 3.3 去除背景
• 3.4 噪声去除
• 3.4.1 邻域均值算子
• 3.4.2 阈值平滑算子
• 3.4.3 中值滤波器
• 3.4.4 中值滤波器快速算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 大理石花纹等级判定
• 4.1 背长肌提取
• 4.1.1 RGB 颜色空间
• 4.1.2 OHTA颜色空间
• 4.1.3 背长肌区域的分割
• 4.2 大理石花纹提取
• 4.3 大理石花纹特征提取
• 4.3.1 脂肪肌肉面积比
• 4.3.2 像素灰度矩特征
• 4.4 基于支持向量机的大理石花纹等级判定方法研究
• 4.4.1 支持向量机理论背景
• 4.4.2 支持向量机分类原理
• 4.4.3 多类问题的支持向量机
• 4.4.4 支持向量机的分类结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介