肉及其制品中碎骨图像处理关键技术研究

论文摘要

碎骨检测是肉及其制品加工过程中所关注的重要问题。作为高效、可靠的无损检测技术,X射线检测技术在检测肉及其制品中的碎骨上发挥了很大作用。肉制品厚度不规则导致其对X射线的吸收量不均匀,从而在形成的X射线图像中存在灰度偏差,干扰碎骨检测。对此,本文采用激光三角法测量肉及其制品的厚度信息并补偿其对X射线吸收量差异的方法,修正肉及其制品厚度不规则导致的X射线图像灰度偏差。本文对肉及其制品的厚度补偿系统进行研究,分析X射线图像成像系统和激光三角法厚度测量系统的组成以及成像原理,分析X射线成像和激光厚度测量过程中影响图像质量的因素,选择合理的X射线成像和激光厚度测量最优参数。本文对肉及其制品的X射线图像和激光厚度曲线图像进行预处理,包括图像去噪、直方图均衡化等。对采集到的激光厚度曲线进行细化、断线补齐等处理,并转换为激光厚度图像,对转换后的激光厚度图像实验结果进行分析。在对肉及其制品的激光厚度图像配准和灰度标定后,对肉及其制品的X射线图像与激光厚度图像的融合方法进行研究。根据基于小波变换后高频系数不同的图像融合方法,本文提出对应的改进措施。通过对实验结果的分析,表明这些改进的融合算法增强了融合图像的空间细节表现能力。最后,本文在matlab 7.0环境下实现了上述图像处理过程。通过实验结果表明,本文的研究可以有效修正由于肉制品的厚度形状不规则导致的X射线灰度偏差,有效地降低X射线检测肉制品中的碎骨时发生误判、漏判,从而使碎骨检测更加科学化、规范化和智能化。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 肉及其制品中的异物检测技术
• 1.2.1 金属检测技术
• 1.2.2 近红外光谱检测技术
• 1.2.3 核磁共振检测技术
• 1.2.4 超声波检测技术
• 1.2.5 X 射线检测技术
• 1.2.6 异物检测技术方法比较
• 1.3 X 射线检测技术国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 课题的来源
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 肉及其制品厚度补偿系统
• 2.1 X 射线图像获取系统
• 2.1.1 X 射线源
• 2.1.2 X 射线与物质的相互作用
• 2.1.3 图像增强器
• 2.1.4 CCD 摄像机
• 2.1.5 影响 X 射线图像质量因素分析
• 2.2 激光厚度图像获取系统
• 2.2.1 常用的物体三维轮廓测量方法概述
• 2.2.2 激光三角法获取肉制品厚度图像
• 2.2.3 激光三角法测量肉制品厚度的原理
• 2.2.4 影响激光厚度测量因素分析
• 2.3 X 射线图像与厚度图像补偿流程
• 2.4 本章小结
• 3 肉及其制品 X 射线图像和激光厚度图像预处理
• 3.1 图像滤波
• 3.1.1 中值滤波
• 3.1.2 自适应滤波
• 3.2 直方图均衡化
• 3.2.1 直方图均衡化
• 3.2.2 对比度自适应直方图均衡化
• 3.3 激光光线的处理
• 3.3.1 激光光线的细化
• 3.3.2 激光厚度曲线转换为激光厚度图像的原理
• 3.3.3 激光厚度图像实验结果及分析
• 3.4 本章小结
• 4 肉及其制品的 X 射线图像与厚度图像的配准和融合
• 4.1 激光厚度图像配准与标定
• 4.1.1 图像配准方法
• 4.1.2 激光厚度图像配准结果
• 4.1.3 激光厚度图像的灰度标定
• 4.2 图像融合方法
• 4.2.1 像素级图像融合
• 4.2.2 特征级图像融合
• 4.2.3 决策级图像融合
• 4.3 基于小波变换的图像融合方法
• 4.3.1 小波变换理论
• 4.3.2 多分辨率分析
• 4.3.3 Mallat 图像分解和重构算法
• 4.3.4 基于小波变换的图像融合原理
• 4.3.5 基于小波变换的图像融合规则
• 4.4 小波系数绝对值取大的融合规则
• 4.4.1 融合规则
• 4.4.2 改进的融合规则
• 4.5 基于区域方差的融合规则
• 4.5.1 融合规则
• 4.5.2 改进的融合规则
• 4.6 基于区域能量的融合规则
• 4.6.1 融合规则
• 4.6.2 改进的区域能量融合方法
• 4.7 图像融合效果评价
• 4.8 图像融合实验结果及分析
• 4.9 本章小结
• 5 结论及进一步研究建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 进一步研究建议
• 参考文献
• 详细摘要