[发明专利]食用菌杂质在线识别装置及方法

权利要求书

1.一种食用菌杂质在线识别装置，该装置包括食用菌清洗生产线，其特征在于：在所述的食用菌清洗生产线上安装有照明装置、数字摄像机，所述装置还包括图像采集卡和工控机，其中所述照明装置位于待识别的食用菌的上方，所述照明装置能够削弱阴影、反光、光照不均匀给图像分割和识别带来的干扰，数字摄像机包括多个摄像头，所述数字摄像机通过数据连接线连接图像采集卡，从而将拍摄的图像经图像采集卡，送入工控机进行图像处理以及杂质识别。

2.一种如权利要求1所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于：所述照明装置选择无影的均匀扩散照明方式，采用条形光、环形荧光灯或圆顶照明，并加装漫射板，并且采用不同波长的滤镜。

3.一种如权利要求1所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于根据所述食用菌清洗生产线的宽度和生产线的移动速度，调整所述数字摄像头的焦距和光圈大小，设定镜头距离检测目标的距离，并调节照明系统的亮度和照明角度，以便获取清晰的图像。

4.一种如权利要求1所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于所述数字摄像机采用2/3″彩色面阵CCD，配5百万像素镜头，镜头距离检测目标20cm～30cm，视场为50mm×50mm，以每秒9帧的速度拍摄图像，每帧图像为2452×2056像素，每像素8bit。

5.一种如权利要求1所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于所述食用菌清洗生产线的运动速度为约24米/分钟。

6.一种如权利要求1所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于工控机还负责人机界面、历史数据和图像数据的管理、网络通讯、控制功能和打印输出功能。

7.一种如权利要求1所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于先将不同规格的食用菌经过超声清洗，臭氧杀菌、脱色漂白，再进行杂质的在线识别。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于所述食用菌包括金针菇、草菇和平菇。

9.一种如权利要求1-7中任一项所述的食用菌杂质在线识别装置，其特征在于所述的杂质包括头发、绵子壳、编织袋丝和地膜碎片。

10.一种使用如权利要求1-9中任一项所述的食用菌杂质在线识别装置进行在线识别食用菌中杂质的方法，其特征在于，步骤为：

(a)通过照明系统削弱图像中阴影、反光、光照不均匀等干扰因素；

(b)使用数字摄像机获取含杂质的食用菌的图像；

(c)进行色彩空间转换、图像增强、图像滤波等有利于处理和识别的图像预处理；

(d)应用边缘检测和活动轮廓模型进行食用菌图像中异物的区域分割；

(e)利用几何形状、边缘信息、颜色、纹理等区域信息，提取食用菌和典型杂质的特征；

(f)采用上述步骤(a)-(e)进行离线样本训练，建立代表杂质的混合高斯模型，以取得杂质的边缘特征、区域特征等信息；

(g)针对上述离线样本，构造食用菌阴影区域的神经元网络对比模型，使系统具有对阴影和异物的区分能力；

(f)采用上述步骤(a)-(e)对经过超声清洗、臭氧杀菌、脱色漂白后的在食用菌清洗生产线上以一定速度移动的食用菌在线样本进行分析，将获得的在线样本的边缘特征、区域特征等信息与上述离线样本训练得到的混合高斯模型进行匹配，得到的匹配概率结合上述神经元网络得到的阴影概率，最后采用多特征模糊推理判决有无杂质。