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专利号: 2022103324153
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,包括

数据无损采集装置,用于采集肉块中包括图像信息和光谱信息的多波段初始图像数据;

数据处理模块,用于优化处理所述的初始图像数据,具体包括以下处理单元:图像筛选处理单元:选取出所述初始图像数据中的碎骨特异性单波段图像作为一级图像数据;

图像优化处理单元:用于增强一级图像数据中碎骨区域与非骨区域图像之间的对比度、去除非骨区域图像数据以及对碎骨图像形态学修饰,提高碎骨图像的形态的完整度,处理后的图像数据为二级图像数据;

识别单元:用于获取二级图像数据中最大的碎骨区域图像面积,识别判断所述肉块是否含有危险级碎骨;

识别肉块中危险级碎骨的方法,包括

S1:数据无损采集:采集LED光源下的肉块,获取肉块的图像信息和光谱信息组成的初始图像数据;

S2:图像筛选:将S1中采集的初始图像数据采用图像筛选处理单元处理,获取碎骨特异性单波段图像作为一级图像数据;

S3:将S2中的一级图像数据采用均衡化、阈值分割与形态学修饰综合处理,获取碎骨形态完整的二级图像数据;

S4:碎骨面积获取:获取S3中的二级图像数据的碎骨区域图像的最大面积;

S5:碎骨面积库构建:取若干块待检测的肉块,依次经过S1、S2、S3、S4步骤处理,获取每个肉块中的碎骨区域图像的最大面积,组成碎骨面积库;

S6:取待检测的肉块使之依次经过S1、S2、S3、S4步骤处理,获得待检测肉块中碎骨图像的最大面积,与S5中的碎骨面积库碎骨面积比对,判断获得的碎骨最大面积大于或等于碎骨面积库中的最小值,识别为含有危险级碎骨的肉块。

2.根据权利要求1所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述图像筛选处理单元用于分割初始图像数据中的肉块图像与背景图像,去除背景图像数据。

3.根据权利要求1或2所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述图像筛选处理单元中的碎骨特异性单波段图像数据是采用单因素方差计算最大F值方式获取。

4.根据权利要求3所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述碎骨特异性单波段图像的光谱波段为780nm。

5.根据权利要求1所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述图像优化处理单元采用均衡化算法、阈值分割算法和形态学修饰算法中任意一种或多种算法处理图像数据。

6.根据权利要求5所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述均衡化算法公式为:其中,符号< >为取整函数;nj为呈j级灰度对应的像素数;nk为呈k级灰度对应的像素数;rj表示增强对比度处理前图像的灰度;sk为增强对比度处理后图像的灰度;pr(rj)为增强对比度处理前图像的频率函数;ps(sk)为增强对比度处理后图像的频率函数;x和y分别为单波段图像像素的横向坐标值和纵向坐标值。

7.根据权利要求6所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述阈值分割算法公式为:其中,t (x, y)为去除非骨区域后的图像数据,1和0分别代表碎骨像素和非碎骨像素,T为用于分割碎骨图像的全局阈值。

8.根据权利要求5所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述形态学修饰算法公式为:其中, 和 分别代表形态学腐蚀和膨胀,b (x, y)为半径为7个像素的圆形结构元素,当i=1时,f0定义为连通边界内部一个点,当f i (x, y) = fi‑ 1 (x, y)时,结束进程,T值为1000。

9.根据权利要求1所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述数据无损采集装置包括图像采集装置(31)和照亮肉块(1)的LED光源(32)。

10. 根据权利要求9所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述的图像采集装置(31)包括相机和棱镜,所述相机的曝光时间为130~140 ms,所述棱镜光谱带宽为10 nm,所述LED光源光通量为7~10 lm。

11.根据权利要求9所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述图像采集装置(31)和LED光源(32)位于黑箱(34)内。

12.根据权利要求11所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述黑箱(34)内设有滑槽(341),所述滑槽(341)内滑动连接着支杆(342),所述支杆(342)上固定所述图像采集装置(31)。

13.根据权利要求10所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述LED光源(32)连接着光源控制器,所述光源控制器用于调整所述光源(32)亮度。

14.根据权利要求1所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述识别单元中构建危险级碎骨的面积库作为判断肉块中包含危险级碎骨的判断标准值,所述二级图像数据中获取的最大的碎骨区域图像面积大于或等于所述危险级碎骨的面积库中最小碎骨图像面积时,识别判定肉块中包含危险级碎骨。

15.据权利要求1所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,包括分拣装置(4),用于剔除生产线中被判定为包含危险级碎骨的肉块。

16.根据权利要求15所述的识别肉块中危险级碎骨的系统,其特征在于,所述分拣装置(4)包括吹气口正对传送带(21)的气泵(41)和PLC控制器,所述气泵(41)接收所述PLC控制器发出的剔除动作指令,吹掉所述传送带(21)上含有危险级碎骨的肉块(1)。