专利名称：基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法
技术领域：
本发明属于产品图像计算机智能检测技术领域，涉及ー种基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法。
背景技术：
计算机图象处理技术及其在エ业质量检测中的应用都有了较快的发展。然而，目前我国大部分肠类产品加工企业对产品的“肠衣鼓起或爆裂”、“弯变程度”等外观质量的检测，仍然借助干“人体视觉和主观判断”。这种检测方法不但占用了大量的人力，还容易受个人视力、情緒、疲劳、光线等因素的影响，工作效率低，分选差异大。一定程度上制约了肠食产品加工企业的发展。要提高肠食产品的检验质量和效率，现有的外观质量检测手段需要 革新。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法，以提高大量图像数据的实时处理效率。为实现上述目的，本发明的基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法步骤如下(I)将采集的乳化肠食产品图像输入计算机，进行图像处理；(2)初步确定肠体在图像中所处的区域；(3)确定肠体的左、右包扎端点位置坐标；(4)对肠体的上、下侧边缘特征点进行等间距-短距扫描，得到肠体两侧的边缘特征点及其坐标值，为外观质量测算和判别提供依据。进ー步的，所述步骤(I)中图像处理包括边缘锐化、滤波。进ー步的，所述步骤(2)中采用回缩扫描法初歩确定肠体在图像中所处的区域。进ー步的，所述回缩扫描法是根据设定的回缩步距h，分别检测到肠体的边缘点。进ー步的，所述回缩步距h是根据图像尺寸、肠体在图像中的相对大小来设定的。进ー步的，所述采用回缩扫描法初歩确定肠体在图像中所处的区域的具体步骤如下设肠体图象横向宽度为a，纵向高度为b，以象素为坐标单位，初始化该区域的坐标參数Χι = O, X2 = a, Y1 = O, y2 = b ；(I)取X1 = Xl+h，从(Xl，yi)处开始，沿纵向往上扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取X1 = Xl-h，并跳到步骤(2);若未检测到产品边缘点，则再返回步骤(1)，开始新ー轮往上扫描；若扫描完整幅图像后仍未碰到边缘点，接着执行步骤(2);(2)取y2 = y2_h，并从(X1, y2)处开始，沿横向往右扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取y2 = y2+h，并跳到步骤(3);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(2)，开始新ー轮往右扫描；若在步骤(I)和(2)中都未碰到边缘点，说明图中无肠，后续扫描不需执行，返回；否则，执行步骤⑶；(3)取X2 = x2_h，并从(x2，y2)处开始，沿纵向往下扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取X2 = x2+h，并跳到步骤(4);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(3)，开始新ー轮往下扫描；(4)取Y1 = yjh,并从(Xyy1)处开始，沿横向往左扫描，若检测到产品边缘点，贝Ij停止扫描，取Y1 = yi_h，并跳到步骤(5);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(4)，开始新
ー轮往左扫描；(5)初歩确定肠体所在的大致区域上述四步完成后，可获得四个确定的值“Xl、X2> yi> J2”，由“X = Xl”、“X = X2”、“y = y/’、“y = y2”四条直线可划定ー个平行四边形区域。 进ー步的，所述步骤(3)中肠体的左包扎端点的具体检测步骤是^x1 = Xl+h/2，从(Xpy1)处开始往上扫描。若扫描到I = I2处，仍未扫描到边缘点，再取X1 = Xi+h/2,从(Xpy1)处向上扫描。如此往复，直至检测到左包扎端点为止；该端点标记为M(xM,yM),以象素为坐标单位。进ー步的，所述步骤(3)中肠体的右包扎端点的具体检测步骤是取X2 = x2-h/2,从(x2，Yi)处开始向上扫描若扫描到I = J2处，仍未扫描到边缘点，贝1J取X2 = x2_h/2,再次从(x2，yi)处向上扫描。如此往复，直到检测到右包扎端点为止；该端点标记为M(xN,yN),以象素为坐标单位。进ー步的，所述步骤⑷中等间距-短距扫描是连接肠体左、右包扎端点构成姿态线，将该姿态线平行下移距离H成为平移线段，对肠体两侧的边缘点进行扫描时，起始点在平移线段上，再向上进行扫描；然后，把肠体所在的区域按肠体长度方向等分为η段，并沿中间各等分线进行向上短距扫描边检，以获得肠体两侧的边缘点及其坐标值。进ー步的，所述下移距离H为肠体平均直径尺寸的I 2倍。本发明的基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法，能够实现大量乳化肠食产品图像的快速扫描，从而大幅度减少数据处理的工作量，不仅能实现产品质量检验的标准化、客观化，还可大幅提高检测效率，节省大量的人力资源和成本，也必将会进ー步促进图像智能检测技术在肠食产品外观质量检验中的应用。


图I是实施例中回缩扫描肠体存在区域的示意图；图2是实施例中肠体所在大致区域回缩扫描流程图；图3是实施例中扫描检测左、右包扎端点示意图；图4是实施例中肠体左、右包扎端点扫描检测流程图；图5是实施例中对肠体进行等间距-短距扫描示意图；图6是实施例中等间距-短距扫描肠体两侧边缘点流程图。
具体实施例方式通过图象采集系统，将产品以数字图像的形式送入计算机。虽然可通过适当的机械摆放机构和控制方法保证“肠体”在数字图像中大致处于某中间位置，但“肠体”在图像中的具体位置和姿态等信息仍有较多随机性。为提高产品图象的检测效率，本专利给出了一种新颖的快速扫描策略或方法，可快速确定“肠体”在图像中的具体位置、姿态和边缘特征点坐标等。具体步骤如下I)产品以数字图像形式进入计算机，先完成边缘锐化、滤波等常规处理。之后，对“肠体”在数字图像中的具体坐标位置、和边缘特征点进行检测。2)初歩确定肠体在数字图像中所处的大致区域如图I所示，设产品图象横向宽度为a，纵向高度为b，以象素为坐标单位。图I中标识的“①、②、③、④”表示回缩扫描的步骤。经过“回缩扫描”后，可确定肠体所在的大致区域，如图2中间的粗实线平行四边形区域。 初始化该区域的坐标參数=X1 = O, X2 = a, Y1 = O, y2 = b。然后，采用图示“回缩扫描法”初歩确定产品所在区域。“回缩步距h”可根据图像尺寸、肠体在图像中的相对大小等因素来选取，不宜太大，也不宜太小。若h太大，会导致所确定的区域偏大；若h太小,会加长扫描时间。例如可选取“回缩步距h”为图像宽度的1/20倍，即h = a/20，如图2所示，具体扫描步骤如下(I)取X1 = Xl+h，从(Xl，Y1)处开始，沿纵向往上扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取X1 = Xl_h，并跳到步骤(2);若未检测到产品边缘点，则再返回步骤(1)，开始新ー轮往上扫描；若扫描完整幅图像后仍未碰到边缘点，接着执行步骤(2)。(2)取y2 = y2-h,并从(Xpy2)处开始，沿横向往右扫描，若检测到产品边缘点，贝1J停止扫描，取y2 = y2+h，并跳到步骤(3);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(2)，开始新ー轮往右扫描；若在步骤(I)和(2)中都未碰到边缘点，说明“图中无肠”，后续扫描不需执行，返回；否则，执行步骤(3)。(3)取X2 = x2_h，并从(x2，y2)处开始，沿纵向往下扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取X2 = x2+h，并跳到步骤(4);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(3)，开始新ー轮往下扫描。(4)取Y1 = yjh,并从(Xyy1)处开始，沿横向往左扫描，若检测到产品边缘点，贝Ij停止扫描，取Y1 = yi_h，并跳到步骤(5);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(4)，开始新
ー轮往左扫描。(5)初步确定肠体所在的大致区域上述四步完成后，可获得四个确定的值“Xl、X2、yi、y2”。由“X = xi”、“x = X2”、“y=y/’、“y = y2”四条直线可划定ー个平行四边形区域，即图2中(Xl，yi)、(x1；y2)、(x2,y2)和(χ2，Y1)四个点所确定的区域。根据该四边形区域的宽和高，可大致确定肠体在图象中的摆放姿态是“横向”或“纵向”。而实际中肠体在图像中的姿态可用机械摆放装置实现，下面仅以“肠体”在图像中以“横向”摆放为例，介绍肠体左、右两端点的扫描检测原理。注若肠体在图像中以“纵向”摆放，后续检测方法类似。3)确定左包扎端点位置坐标如图4所示,取X1 = xjh/2,从(Xpy1)处开始往上扫描。若扫描到又=ゲ2处,仍未扫描到边缘点，再取X1 = Xl+h/2，从(Xl，yi)处向上扫描。如此往复，直至检测到“左包扎(参考)端点”为止。该端点标记为M(xm，yM)，以象素为坐标単位。图3给出了肠体左包扎(參考)端点的扫描检测示意图，见图中的标注⑥。图中四个坐标点(Xl，Y1)、(X1,12)、(x2,12)和(X2，Y1)所构成的平行四边形区域，是经过图I所示“回缩扫描”后，确定的肠体所在大致区域。4)确定右包扎端点位置坐标如图4所示,取X2 = x2-h/2,从(x2, Y1)处开始向上扫描若扫描到y =ゲ2处,仍未扫描到边缘点，则取X2 = x2_h/2，再次从(x2，Yl)处向上扫描。如此往复，直到检测到右包扎(參考)端点为止。
该端点标记为N(xn，yN)，以象素为坐标単位。图3给出了肠体右包扎(參考)端点的扫描检测示意图，见图中的标注⑦。5)对肠体的上、下侧边缘特征点进行“等间距-短距”扫描如图6所示，根据左、右包扎參考端点M和N，即可确定肠体在数字图像中的具体位置和姿态线“ MN ”，把姿态线“MN”平行下移一段距离H，可得到另ー线段“AB”，两线间距可取为肠体平均直径尺寸的I 2倍(典型值I. 5倍)。若姿态线的倾角记为Φ，肠体直径记为D，则有
权利要求
1.一种基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法，其特征在于，该方法的步骤如下 (1)将采集的乳化肠食产品图像输入计算机，进行图像处理； (2)初步确定肠体在图像中所处的区域； (3)确定肠体的左、右包扎端点位置坐标； (4)对肠体的上、下侧边缘特征点进行等间距一短距扫描，得到肠体两侧的边缘特征点及其坐标值，为外观质量测算和判别提供依据。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤(I)中图像处理包括边缘锐化、滤波。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤(2)中采用回缩扫描法初步确定肠体在图像中所处的区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述回缩扫描法是根据设定的回缩步距h，分别检测到肠体的边缘点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述回缩步距h是根据图像尺寸、肠体在图像中的相对大小来设定的。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用回缩扫描法初步确定肠体在图像中所处的区域的具体步骤如下 设肠体图象横向宽度为a，纵向高度为b，以象素为坐标单位，初始化该区域的坐标参数 -X1=O, x2=a, Y1=O, y2=b ； (1)取七=Xl+h，从(Xl，yi)处开始，沿纵向往上扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取Xl=Xl-h，并跳到步骤(2);若未检测到产品边缘点，则再返回步骤(1)，开始新一轮往上扫描；若扫描完整幅图像后仍未碰到边缘点，接着执行步骤(2)； (2)取72=72_h，并从(Xl，y2)处开始，沿横向往右扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取y2=y2+h，并跳到步骤(3);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(2)，开始新一轮往右扫描；若在步骤(I)和(2)中都未碰到边缘点，说明图中无肠，后续扫描不需执行，返回；否贝U，执行步骤(3); (3)取&=&-1!，并从(12，y2)处开始，沿纵向往下扫描，若检测到产品边缘点，则停止扫描，取x2=x2+h，并跳到步骤(4);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(3)，开始新一轮往下扫描； (4)取yfyth,并从(x2,Y1)处开始,沿横向往左扫描,若检测到产品边缘点，则停止扫描，取y^yrh，并跳到步骤(5);若未检测到产品边缘点，则返回步骤(4)，开始新一轮往左扫描； (5)初步确定肠体所在的大致区域上述四步完成后，可获得四个确定的值“xi、x2、yi、y2”，由“X=Xl”、“X=X2”、“y=yi”、“y=y2”四条直线可划定一个平行四边形区域。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中肠体的左包扎端点的具体检测步骤是取X1= Xi+h/2,从(Xpy1)处开始往上扫描；若扫描到y=y2处，仍未扫描到边缘点，再取X1=X1+ h/2,从(X1,Y1)处向上扫描；如此往复,直至检测到左包扎端点为止；该端点标记为M (xM, yM),以象素为坐标单位。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中肠体的右包扎端点的具体检测步骤是取x2=x2-h/2,从(x2, Y1)处开始向上扫描若扫描到y=y2处，仍未扫描到边缘点，则取x2=x2-h/2,再次从(x2, Y1)处向上扫描；如此往复,直到检测到右包扎端点为止；该端点标记为M (xN, yN),以象素为坐标单位。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于所述步骤(4)中等间距一短距扫描是连接肠体左、右包扎端点构成姿态线，将该姿态线平行下移距离H成为平移线段，对肠体两侧的边缘点进行扫描时，起始点在平移线段上，再向上进行扫描；然后，把肠体所在的区域按肠体长度方向等分为n段，并沿中间各等分线进行向上短距扫描边检，以获得肠体两侧的边缘点及其坐标值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述下移距离H为肠体平均直径尺寸的I 2倍。
全文摘要
本发明涉及基于机器视觉的乳化肠食产品外观质量快速扫描检测方法，先将采集的乳化肠食产品图像输入计算机，进行图像处理；初步确定肠体在图像中所处的区域；确定肠体的左、右包扎端点位置坐标；对肠体的上、下侧边缘特征点进行等间距—短距扫描，得到肠体两侧的边缘特征点及其坐标值，获得肠体外观质量；本方法能够实现大量乳化肠食产品图像的快速扫描，从而大幅度减少数据处理的工作量，不仅能实现产品质量检验的标准化、客观化，还可大幅提高检测效率，节省大量的人力资源和成本，也必将会进一步促进图像智能检测技术在肠食产品外观质量检验中的应用。
文档编号G01N21/95GK102706893SQ20121001171
公开日2012年10月3日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者乔岩茹, 卜文绍, 张春阳, 张河新 申请人:河南科技大学