[发明专利]基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及牛胴体产肉量、级别评定和计算机视觉技术领域，尤其涉及一 种基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置与方法。

背景技术

在牛肉加工中，牛胴体的产肉量的高低，决定牛胴体的价格。一般评价胴 体产肉量直接的方法就是将牛屠宰分割后，对其分割肉进行称重，但在实际操 作中耗时、费力、成本大。若在给卖牛者结账时，就可以预测出该牛的屠宰率 或者产肉量等分割屠宰指标，按照这些相关指标来对牛的价格进行调整，使收 购牛的价格公平合理，从而避免纠纷，使得企业经济效益得到大幅提高。因此， 大多数企业选择通过测定牛胴体指标来预测其产肉量。

在传统的牛肉分级中，通常采用目测法或人工测量法来获取牛胴体的相关 分级信息，这样往往会存在一定的主观性，并且这种触及肉进行测量的方法， 卫生要求往往得不到保障，再加上测量方法繁琐使得测量误差较大，有时甚至 严重影响整个牛肉在线分级环节的准确性。

参考国内外牛肉分级技术研究的最新进展，釆用计算机视觉技术对牛肉进 行分级被认为是最理想的解决方案。我国农业部于2003年颁布了牛肉分级标 准(NY/T676-2003)，标准中规定分割肉质量是由胴体质量和眼肌面积两参数建 立的线性模型决定。在实际的屠宰车间中眼肌面积要在分割为四分体时方能开 始测量，这个过程要在牛肉屠宰完成存入冷库排酸至少一天后方能开始，不利 于实时定级。因此基于计算机视觉技术对牛肉二分体进行分级满足了牛肉产量 检测的客观性、准确性、实时性和高效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置 与方法，为客观检测牛胴体产肉量提供科学的决策依据，有助于实现牛肉的自 动分级。

为解决上述技术问题，本发明的主要技术内容如下：

一种基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，包括承载装置、CCD 数码摄像机、LED射灯、可伸缩背景布、计算机和塑料管；所述承载装置包括 横梁支架、手动可调节横梁、手动可调节吊臂和防水保护箱，所述横梁支架固 定在工厂顶部横梁上，所述手动可调节横梁安装在横梁支架上，所述手动可调 节吊臂安装在手动可调节横梁上，所述防水机箱安装在手动可调节吊臂上，用 于防止CCD数码摄像机进水进油，所述CCD数码摄像机固定放置于防水机箱 中，所述CCD数码摄像机镜头对准流水线上经过的牛肉二分体，与二分体的 切面保持垂直，所述LED射灯安装在防水机箱的顶部，用于弥补工厂光照的 不足，所述LED射灯的照射方向与镜头方向保持一致，所述可伸缩背景布放 置于牛肉二分体后方，与镜头方向保持垂直，方便后期对图像进行分割，所述 计算机与CCD数码摄像机相连，用于处理和存储采集到的牛肉二分体图像， 所述塑料管用于保护LED射灯电源线和CCD数码摄像机与计算机之间的数据 传输线；

上述手动可调节横梁可以在前后方向进行移动，可移动范围是1.5-2.0米， 方便调整防水机箱与流水线上的牛胴体之间的距离；

上述手动可调节吊臂可以在上下方向进行移动，可移动范围是1.0-1.5米， 方便调整防水机箱与地面之间的距离；

上述防水保护箱一面为玻璃窗，其余五面皆为铁皮，CCD数码摄像机可以 透过玻璃窗对流水线上的牛胴体进行图像采集；

上述LED射灯照射方向可以实现上下左右自由移动；

上述可伸缩背景布可以像窗帘一样实现自由伸缩，在不用的时候可以收起 来。

一种基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级方法，包括以下步骤：

(1)标定摄像机，得到图像中单位像素对应于真实场景中的实际长度；

(2)利用基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，取得黑色背景的牛 肉屠宰场流水线实时视频；

(3)根据霍夫变换原理自动识别出流水线上每头牛右半胴体所对应的悬挂 吊钩并进行照片抓捕提取；

(4)进行图像分割与图像处理，得到完整的胴体轮廓区域；

(5)利用角度求索法提取轮廓拐点并计算相应特征值；

(6)根据特征值和人工称出的分割肉重量建立逐步回归与BP神经网络预测 模型，而后对模型进行检验和结果比较，找出最优模型；

(7)通过建立好的最优模型对牛胴体进行评级，把分级数据保存到数据库中 并实时上传至服务器端；

上述步骤(1)中的摄像机标定包括以下步骤：