[发明专利]一种基于近红外激光图像的鸡蛋气室直径测量方法

摘要

本发明公开一种基于近红外激光图像的鸡蛋气室直径测量方法，属于计算机视觉无损检测领域。该方法提供了一种由红外激光器、黑色金属管、蛋托、近红外摄像头和暗箱组成的鸡蛋气室图像采集装置及相应气室图像采集方法，还提供了包含图像中值滤波、64阶灰度直方图提取、自动双峰法阈值分割、去除所有非最大面积的连通区域、计算气室二值图像面积的图像处理方法和计算鸡蛋气室直径的方法。该方法可以快速准确地测量鸡蛋的气室直径，为基于气室特征的鸡蛋新鲜度检测研究奠定了基础。

主权项

一种基于近红外激光图像的鸡蛋气室直径测量方法，其测量步骤为先用近红外激光图像系统按照气室图像采集方法获取图像，再经过图像处理方法得到气室二值图像面积，最后利用模型计算方法得到鸡蛋气室直径，其特征在于：1)近红外激光图像系统，包含50mW 980nm圆形光斑近红外激光器(1)、黑色金属管(2)、蛋托(4)、近红外摄像头(5)和暗箱(6)，其中，近红外激光器(1)与竖直方向夹角为30°；黑色金属管内径4mm，外径6mm连接在近红外激光器(1)的出光孔上，并平行于近红外激光器(1)，使激光器射出的激光可以穿过黑色金属管(2)，黑色金属管(2)末端为水平切口，切口周围粘贴一层环状黑绒布以防漏光；蛋托(4)位于黑色金属管水平切口下方5cm处，且可上下运动各5mm，以适应不同大小的鸡蛋(3)；近红外摄像头(5)感光范围为800到1000nm，130万像素黑白近红外摄像头，焦距为20cm，位于鸡蛋(3)的正上方20cm处；暗箱(6)为不透光箱体，罩在装置外部，为图像采集提供暗环境，并为各部件提供支撑；2)气室图像采集方法为：将鸡蛋(3)大头向上放置于蛋托(4)上，上下移动蛋托(4)，使鸡蛋(3)大头端中心紧贴黑色金属管(2)的末端，然后打开近红外激光器(1)，近红外激光器(1)发出一束波长为980nm红外光线穿过黑色金属管(2)照在鸡蛋(3)大头端中心，再用近红外摄像头(5)采集图像，即可得到清晰的鸡蛋气室图像；3)图像处理方法为：先对图像进行5×5中值滤波去噪，然后提取图像256阶原始灰度直方图，并将原直方图中每4阶分为一组，共分为64组，取每组像素点个数的平均值，再用获得的各组的平均像素点个数值绘制图像的64阶灰度直方图，然后从64阶灰度直方图第一点开始向后遍历，若后点对应的像素点个数大于当前点时，前点为一个峰的起点，再从该点的下一个点开始向后遍历，若后点对应像素点个数大于当前点，则当前点为峰的结束点，后点为下一个峰的起点，按照该方法循环向后遍历，直到直方图末端，得到所有峰的起点和结束点，然后遍历找出各峰的峰顶对应的阶数及其像素值，再将所有峰编号，并按各峰峰顶的像素值对各峰排序，求出第二和第三个峰的峰顶对应的阶数a和b，然后从图像原始256阶灰度直方图中遍历灰度值在(a+1)×4和(b‑1)×4之间区域，找出像素点个数最小的灰度值作为分割阈值，并用该阈值对原始气室图像阈值分割，得到含噪点的气室的二值图像，然后对气室二值图像中每个连通域进行标记，并计算出各连通域面积，找出最大的连通域面积，再去除小于该面积的所有连通域，得到气室的二值图像，并求其面积S；4)模型计算方法为：模型计算公式为：其中S为鸡蛋气室二值图像的面积，d为鸡蛋气室直径。