嵌入式机器视觉技术在雪花牛肉品质检测中的应用研究

【摘要】雪花牛肉是牛肉中的精品,具有脂肪沉积丰富的特点,在肌肉之间呈现出大理石花纹状的脂肪分布特征。雪花牛肉品质评定的最重要的部位是雪花牛胴体的第6-7根肋骨间眼肌切面。在传统牛肉生产加工行业中,通常采用人工目测法来获取眼肌切面信息,该方法依据评级人员的个人经验进行感官评判,存在效率低和评价一致性低等缺点。本课题分析国内外牛肉品质分级研究现状,结合我国雪花牛肉生产企业实际工作场景,在充分调研我国人工评定雪花牛肉品质的方法后,提出采用嵌入式机器视觉技术的雪花牛肉品质评定方法来代替人工感官评判方法。本课题依托国家肉牛牦牛产业技术体系项目,实地调研雪花牛肉分割场景和企业人工分割方法,并依据企业实际需求研制出一套便携式雪花牛肉品质检测装置。本文针对初步研制的便携式雪花牛肉品质检测终端存在的问题,对嵌入式图像采集终端中的LED光源和智能相机系统进行优化设计,完善终端人机操作界面,自主设计的电源管理系统为终端提供了电源保障。根据雪花牛肉眼肌切面图像的特征属性,研究雪花牛肉图像分析处理的算法,最后利用VC++6.0开发雪花牛肉品质信息检测软件,实现雪花牛肉品质信息智能化检测。本系统主要包括两大部分：基于嵌入式的雪花牛肉眼肌切面图像采集终端和基于数字图像处理技术的雪花牛肉品质智能化检测服务器端。嵌入式终端主要以DevKit8000为核心控制平台,条形LED光源作为嵌入式图像采集系统照明光源,采用CCD工业相机对雪花牛肉眼肌切面图像进行采集、转换和存储操作,最后利用无线Wi-Fi通信技术将采集的雪花牛肉图像发送至服务器端进行图像处理分析。另外,在嵌入式Linux系统环境下开发基于Qt/Embedded的人机交互式操作界面,自主研制的电源管理系统为便携式检测终端设备提供电能,完全满足企业现场评级需求。雪花牛肉品质信息检测服务器端主要利用数字图像处理技术和图像特征提取方法进行雪花牛肉品质智能化检测。雪花牛肉检测软件主要利用低通滤波、中值滤波等图像预处理方法对图像进行增强处理,采用OTSU自适应阈值法对图像进行分割处理,通过区域标记法和数学形态学法对二值化图像进行有效眼肌目标区域识别,最后运用图像分析方法提取眼肌颜色信息、有效眼肌面积和轮廓、大理石花纹面积和轮廓等雪花牛肉品质信息,从而实现雪花牛肉品质信息智能化检测。
【作者】李小林；
【导师】李娟玲；沈明霞；
【作者基本信息】南京农业大学，机械工程，2013，硕士
【关键词】嵌入式Linux；机器视觉；雪花牛肉；图像处理；大理石花纹；

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