[发明专利]一种基于计算机视觉的鱼肉自动分级装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机视觉技术领域的装置和方法，具体来讲，是一种基于计算机视觉的大西洋鲑鱼肉色自动分级装置及其自动分级方法，可以应用于生产中大西洋鲑鱼肉色品质的评估。

背景技术

大西洋鲑（salmon salar）属鲑形目，鲑科，鲑属，俗称“三文鱼”，是一种遗传变异性比较稳定，营养价值高的世界性养殖鱼类。传统的大西洋鲑鱼肉色评价方法主要是依靠人工方法：经过专业训练的检验人员，借助罗氏标准比色卡，来观察并得到与肉片颜色最为接近的罗氏标准比色卡的颜色等级，并将其作为大西洋鲑鱼肉片的颜色等级。该方法存在一些缺陷，首先，该方法极大地增加了生产成本，人力资源在生产成本中占有相当大的比例；第二，传统方法的分级速度非常缓慢，耗时严重，不利于在生产或销售中快速地对大西洋鲑鱼肉片颜色进行评价，以便于批量的进行分类，或是在销售中对其肉色品质进行评定；第三，传统方法也存在着一定不稳定性，检验人员由于视觉疲劳，颜色记忆缺失，以及颜色识别能力差别等各种原因，可能导致评级结果出现误差，缺乏可靠性。

计算机视觉是一门发展迅速的新兴学科。通过模拟人的视觉机理来实现测量，定位，监控等功能，已是目前智能机器领域中的一个重要课题。近20年来，计算机视觉的研究已经从实验室走向了实际应用，从简单的二值图像处理到多灰度的图像处理，从一般的二维信息处理到三维的视觉机理，模型和算法的研究，取得了很大的进展。而计算机工业水平的飞速提高以及人工智能和神经元网络等学科的发展，更促进了计算机视觉系统的实用化。目前。计算机视觉系统正广泛应用于视觉检测等各个领域。

经过对现有技术的文献检索发现，中国专利号为：201210083596，专利名称为：一种猪肉肉色的色差计评定方法，其自述为：将切取的肉块新切面朝上平放在红色塑料板上，并用单层无色透明保鲜膜包裹肉块，使薄膜紧贴肉块，尽量避免气泡，褶皱，然后置于0～4℃中发色30～60min；利用色差计进行肉色测定。该专利的方法仍旧属于人工评级的范畴，易发生类似于传统肉色评级方法所出现的错误和不稳定性。专利名称为：一种生鲜牛肉新鲜度快速无损评价方法及系统（中国专利号为：201110376478），该专利虽然获取到了多个影响肉质新鲜度的指标，但是对其肉色的评价方法较为简单，准确性有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服传统和现有技术中存在的不足，提供一种基于计算机视觉的肉色自动分级装置，本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于计算机视觉的鱼肉自动分级装置，包括：视觉采集装置、光照系统、外触发模块和计算机系统；视觉采集装置与光照系统、计算机系统连接，还通过外触发模块和计算机系统连接；

光照系统：用于提供光照环境并防止放入的肉片表面反光；

视觉采集装置：用于采集置于光照系统内部鱼肉的图像信息；

外触发模块：接收计算机系统的控制信号并触发视觉采集装置令其采集图像信息；

计算机系统：接收人机界面的指令并控制鱼肉图像信息的采集，将采集到的图像信息进行图像处理得到鱼肉的等级；同时将采集的过程实时显示在人机界面上。

所述光照系统包括箱体、灯管和白色反光板；箱体一侧面为用于放入鱼肉的开口，内表面为白色反光板，内侧上方安装有灯管，顶面中部为用于视觉采集装置采集图像的玻璃。

所述视觉采集装置包括CCD图像传感器和图像采集卡；CCD图像传感器的光轴垂直于光照系统的底面，CCD图像传感器与外触发模块连接，还通过图像采集卡与计算机系统连接。

一种基于计算机视觉的鱼肉自动分级方法，包括以下步骤：

计算机系统的人机界面接收指令后，发出控制信号至外触发模块使其触发视觉采集装置采集鱼肉图像信息；

计算机系统将图像采集卡采集的鱼肉图像信息进行图像预处理后，提取鱼肉图像中的肉片区域进行颜色特征提取，然后将得到的颜色特征值代入建立的标准肉色方程，得到的方程值即为鱼肉等级，并将上述过程及鱼肉等级实时显示在人机界面上。

所述计算机系统的人机界面接收的指令包括：光照设定，图像获取，获取肉色等级。

所述图像预处理具体为将图像采集卡采集的鱼肉图像信息转换为RGB图像，再利用3×3的中值滤波器对整个图像进行掩模，做降噪处理。

所述颜色特征提取具体为将合格区域的图像由RGB彩色空间转换至CIE Lab彩色空间，并提取RGB图像中所有像素点G通道下的平均值，提取CIE Lab图像中所有像素点L通道、a通道下的平均值。