面粉麸星和白度的图像检测方法的研究

摘要

摘要

随着计算机速度的不断提高，数字图像处理技术的发展越来越快。而基于数字图像处理的面粉麸星和白度的检测技术在国计民生中的应用也越来越广，提高面粉检测技术的速度与准确性显得越来越重要。面粉中麸星含量的多少及面粉的白度是评价面粉等级的重要指标。本文讲述了面粉麸星和白度的图像检测方法的研究。

麸星的识别和测量以及面粉白度的测定是建立在数字图像处理和模式识别相关理论基础上的。本文对图像灰度化、二值化、平滑滤波、纹理分析、边缘检测等多种数字图像处理技术进行了综合的比较研究，并参考模式识别的相关理论，提出了一种新的麸星快速识别和归一化的算法。 同时，本文还详细介绍的色度学的相关知识，并对面粉白度的测定和计算进行了完整的陈述。

关键词：麸星检测；图像处理； CCD；白度测量

Abstract

Abstract

With the improving constantly of speed of the computer，the development of Digital Image Process technology is faster and faster. The application in the national economy and the people’s livelihood of detection technique of wheat based on Digital Image Process is wider and wider too. The speed and accuracy of improving the detection technique of wheat seem more and more important. The number of bran specks contained in the flour is an import indicator to evaluate the rank of flour,

which reflects the pros and cons of wheat varieties. This article describes the method of the image detection of the whiteness of flour and bran star.

The recognition and measurement of bran specks and the whiteness of flour is based on Digital Image Process technology and the theory of Pattern Recognition. The paper also implement a comprehensive comparative study with a variety of digital image processing technology ,such as, the image gray-based, binarization, smoothing filtering，texture analysis, edge detection and so on. After the reference to the relevant pattern recognition theory, a new bran specks rapid identification and normalization algorithm is presented. Meanwhile, this paper also details the knowledge of the Colorimetry .The measurement and calculation of the flour’s whiteness is described in detail.

Key word: bran specks measure, image process, CCD, measurement of whiteness of flour

绪论

目录

摘要 Abstract 目录

第一章 绪论................................................. - 1 -

1.1本文的选题目的和背景 .......................................................................- 1 - 1.2面粉麸星检测技术的研究现状 ...........................................................- 3 - 第二章 数字图像处理技术基础知识............................. - 5 -

2.1 数字图像相关概念 ..............................................................................- 5 -

2.1.1数字图像 .....................................................................................- 5 - 2.1.2图像处理 .....................................................................................- 6 - 2.1.3图像识别 .....................................................................................- 7 - 2.1.4图像理解 .....................................................................................- 7 - 2.2图像的获取、显示与表示 ...................................................................- 7 -

2.2.1图像的获取 .................................................................................- 8 - 2.2.2图像显示 .....................................................................................- 8 - 2.2.3图像表示 .....................................................................................- 9 -

第三章 面粉麸星和白度图像检测的硬件设计及实现............. - 10 -

3.1 CCD检测原理与构成 ...................................................................... - 11 - 3.1万能数字摄像系统 SV-1300 ............................................................. - 11 -

3.1.1 SV-300的用途 .......................................................................... - 12 - 3.1.2 SV-300的特点 .......................................................................... - 12 - 3.1.3 SV-300的技术参数 .................................................................. - 12 - 3.2 ZOOM-650型立体显微镜 .................................................................. - 13 -

3.2.1 ZOOM-650型立体显微镜用途 ................................................ - 13 - 3.2.2 ZOOM-650型立体显微镜技术规格 ........................................ - 13 -

第四章 基于数字图像处理技术的面粉麸星和白度的检测.......... - 15 -

4.1色度学基本原理 ................................................................................ - 15 -

4.1.1颜色定量表示方法－色度坐标 .............................................. - 15 - 4.1.2 色度坐标的计算 ......................................................................- 20 - 4.1.3面粉样品图像的获取及处理 .................................................. - 22 - 4.2面粉麸星的识别 ................................................................................ - 22 -

4.2.1数字图像的灰度化 .................................................................. - 22 - 4.2.2数字图像的二值化 .................................................................. - 23 - 4.2.3数字图像的滤波 ...................................................................... - 24 -

绪论

4.2.4麸星的识别 ...............................................................................- 25 -

第五章 实验结果处理........................................ - 27 -

5.1面粉白度的计算 ................................................................................. - 27 -

5.1.1 面粉白度测定实验的数据记录 .............................................. - 27 - 5.1.2面粉白度测定实验的数据处理 .............................................. - 28 - 5.2 面粉麸星的归一化算法 ................................................................... - 30 - 5.3 误差分析 ........................................................................................... - 34 - 参考文献................................................... - 35 - 致谢....................................................... - 37 -

绪论

第一章 绪论

1.1本文的选题目的和背景

改革开放三十年来，人们的生活水平逐渐提高，特别是进入21世纪以后，随着中国经济的迅猛发展，人们的生活水平更是有了质的飞跃。当前人们不再追求吃什么更贵，而是追求吃什么更营养、更健康。在中国，尤其是在北方，面食是非常重要的主食，几乎是每个家庭平均三餐中必有一餐的主食是面食。因此，当下人们十分关注各种面粉的质量，高质量的面粉食品逐渐成为人们餐桌上必不可少的食物，而如何判定面粉的质量逐渐成为研究人员感兴趣的课题。

目前，用来评价面粉质量的参数众多，麸星和白度是非常重要的参考指标。首先，面粉麸星是指成品面粉中肉眼可见的、颜色上明显黑于面粉的斑点，其主要成分是小麦在加工成面粉的过程中未被分离出去的小麦麸皮，也有未清理干净的荞麦皮、草籽皮，甚至还有比重、大小与小麦相近的煤渣、黑石块等。面粉加工时混入少量麸星是允许的，麦麸实际上可食且对人体有益，但麸星过多则是不允许的。面粉中麸星的面积大小和数量多少会严重影响面粉的白度与纯度，同时还会会影响面粉生产工艺过程中其他相关重要指标，诸如：面粉等级、粉中含麸率、出粉率等。此外，还可以评价面粉生产过程中磨粉机搭配调整是否得当、及其清理是否干净、筛理匹配是否合理、面粉制粉工艺以及设备是否先进、操作是否规范等事项。另一方面，现代面制食品(如馒头、包子等)在产品质量方面要求有较好的外观白度，面粉麸星的大小和数量影响面粉的白度与等级。此外，麸星含量还反映了面粉加工精度，如小麦清理是否干净、水分调节是否合理、制粉工艺是否完善等由于面粉数星的面积小、数量多，虽然在白色的面粉中十分显眼，但我们却很难将其准确数量化。全国各地的面粉厂和面粉检验机构都是采用国家粮食检验方面的专家凭感官评出的等级面粉小样与要检验的面粉进行比较，给出某种面粉鼓星是否超标，进而确定该面粉的质量和等级。在面粉制粉过程中，面粉加工精度越高，出粉率越低，混入其中的麸皮就越少，颜色就越白，其商品价值就越高。因此，加工精度也是面粉最重要的指标之一，面粉加工精度直接影响面粉的产量和质量，影响面粉的市场价格，也影响面粉加工企业的经济效益。

面粉的白度，即将小麦制成一定粗细度的面粉，用面粉的白度或粉色来表示面的洁白程度。随着面粉市场竞争日趋激烈，制粉企业越来越重视面粉的白度指标，而面粉的白度与面粉的洁白程度有着十分密切的关系。目前，国家尚没有检验面粉白度的标准方法，许多制粉企业也仅凭小麦籽粒的色泽来确定面粉的白度

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