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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 面粉麩星的計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)用于檢測(cè)面粉中的微小雜質(zhì)--麩星。其主要成分包括面粉加工過(guò)程中未分離出去的小麥麩皮、蕎麥皮、草籽皮，以及大小、比重與小麥相近的黑石塊、煤渣等。系統(tǒng)使用基于圖像處理和模式識(shí)別理論基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)智能檢測(cè)技術(shù)，，準(zhǔn)確、快捷地量化出面粉麩星的數(shù)量、面積、所占比例，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工觀測(cè)方式。有利于質(zhì)監(jiān)部門(mén)對(duì)面粉產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量控制；幫助面粉生產(chǎn)企業(yè)提高效益；保障食品質(zhì)量，使消費(fèi)者從中獲益。
- 詳細(xì)介紹：
- 面粉麩星的計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)是以麩星檢測(cè)和測(cè)量為研究?jī)?nèi)容，利用已有的圖像處理和模式識(shí)別理論，采用一些新的算法，開(kāi)發(fā)出的能用于識(shí)別和測(cè)量面粉麩星的計(jì)算機(jī)檢測(cè)軟件。系統(tǒng)的檢測(cè)軟件的優(yōu)勢(shì)在于不僅能準(zhǔn)確地判斷識(shí)別單位面積的麩星個(gè)數(shù)，而且能夠計(jì)算出面粉中單個(gè)麩星的面積大小、麩星總面積及百分比等量化值。與傳統(tǒng)人工檢測(cè)相比，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)從定性檢測(cè)到定量檢測(cè)，人工檢測(cè)到計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)的轉(zhuǎn)變。 該面粉麩星檢測(cè)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)的基本功能包括：識(shí)別面粉樣本圖像中的麩星；標(biāo)注麩星的大小并計(jì)算麩星的個(gè)數(shù)和面積；計(jì)算麩星所占的面積比例；在屏幕上顯示檢測(cè)的結(jié)果；顯示當(dāng)前狀態(tài)、檢測(cè)時(shí)間；保存每次檢測(cè)的結(jié)果；保存每次設(shè)置的參數(shù)。 此外，該系統(tǒng)還帶有一些附加的功能，包括：修改麩星檢測(cè)的靈敏度；實(shí)現(xiàn)手動(dòng)單幀采集和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)功能；查詢過(guò)去某段時(shí)間內(nèi)的檢測(cè)數(shù)據(jù)；保存系統(tǒng)參數(shù)，退出程序后，下次重新啟動(dòng)程序時(shí)按照前一次結(jié)束時(shí)的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 目前國(guó)內(nèi)用于麩星檢測(cè)的做法是質(zhì)檢專家定期到面粉廠家檢測(cè)，通過(guò)人工觀測(cè)的方法來(lái)界定面粉中麩星的含量。專家通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品與送檢樣品通過(guò)實(shí)驗(yàn)的手段對(duì)比，從而確定面粉的等級(jí)。由于人的主觀性很強(qiáng)，易造成檢測(cè)結(jié)果誤差較大，速度慢，無(wú)法做到量化。而且，麩星的定量測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)是空白的。我國(guó)在面粉麩星檢測(cè)這個(gè)領(lǐng)域還處于探索階段。 基本思路： 本裝置采用攝像頭實(shí)時(shí)或快速拍攝面粉圖像，面粉圖像經(jīng)圖像采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)碼圖片送入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)面粉麩星識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)計(jì)算出面粉中麩星的數(shù)目、麩星所占面粉的比例、面粉中各個(gè)麩星的大小等相關(guān)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)可根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)定指標(biāo)對(duì)面粉質(zhì)量作出評(píng)估。 創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵： 本系統(tǒng)對(duì)麩星的識(shí)別和檢測(cè)是建立在數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別相關(guān)理論基礎(chǔ)上。算法主要包括面粉圖像的預(yù)處理和麩星的識(shí)別與測(cè)量。圖像的預(yù)處理中首先是灰度圖像轉(zhuǎn)換，然后采用了高斯平滑濾波加上拉普拉斯銳化的處理算法。在預(yù)處理的基礎(chǔ)上，借鑒閾值分割和模板匹配法的思路，將面粉圖像分成多個(gè)小塊的方法，對(duì)單個(gè)小塊計(jì)算灰度值求得圖像的最佳閾值，計(jì)算圖像中麩星的數(shù)目和大小。在此基礎(chǔ)上，對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)比度分析，完成麩星相關(guān)信息獲取工作，在顯示設(shè)備上顯示獲得的數(shù)據(jù)，完成了麩星的定量檢測(cè)工作。 作品主要技術(shù)指標(biāo)： 適應(yīng)面粉生產(chǎn)線產(chǎn)量：5-50噸/小時(shí)； 識(shí)別最小麩星點(diǎn)：0.001mm； 測(cè)量范圍：0.01%-2.5% ； 識(shí)別速度為每分鐘五個(gè)樣點(diǎn)； 識(shí)別精度為千分之一；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)小麥粉加工精度檢驗(yàn)方法還是一種感官檢驗(yàn)方法，該方法不僅受主觀因素影響大，而且操作繁瑣，判斷誤差較大，結(jié)果表述不準(zhǔn)確。近年來(lái)，歐美等科技水平較高的國(guó)家已開(kāi)始研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)測(cè)定小麥粉的粉色與麩星，以確定小麥粉的加工精度。我國(guó)在面粉麩星檢測(cè)這個(gè)領(lǐng)域還處于探索階段。 國(guó)家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃中“農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)及設(shè)備研究開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目的“農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備研究開(kāi)發(fā)”課題的專題“小麥質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備研究與開(kāi)發(fā)”。其目的就是分析國(guó)內(nèi)外常用小麥粉加工精度檢測(cè)方法，找尋采用數(shù)字圖像處理技術(shù)表征小麥粉加工精度的最佳指標(biāo)；研究開(kāi)發(fā)采用數(shù)字圖像處理技術(shù)檢測(cè)小麥粉粉色與麩星的方法及儀器，為確定小麥粉加工精度，客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)小麥粉質(zhì)量提供技術(shù)保證。 總的來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)很好地實(shí)現(xiàn)了面粉麩星的量化檢測(cè)，并且已經(jīng)獲得中國(guó)的專利批準(zhǔn)，技術(shù)水平屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 一、2010年3月28日，學(xué)?？萍继幨苷憬】萍紡d的委托，組織專家對(duì)李同強(qiáng)教授承擔(dān)的浙江省科技項(xiàng)目“面粉麩星的在線識(shí)別及面粉質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)”進(jìn)行了鑒定。學(xué)?？萍继幐碧庨L(zhǎng)主持了鑒定會(huì)，學(xué)院陳小余和周融副院長(zhǎng)出席了鑒定會(huì)，李同強(qiáng)教授介紹了項(xiàng)目完成情況，與會(huì)專家進(jìn)行了討論，最后一致認(rèn)為：該項(xiàng)目完成了任務(wù)書(shū)規(guī)定的主要工作，做出了樣機(jī)，機(jī)器經(jīng)面粉廠實(shí)際應(yīng)用效果良好，增加了面粉質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，提高了面粉廠的效益。 二、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局確定專利申請(qǐng)?zhí)?、申?qǐng)日、申請(qǐng)人和發(fā)明創(chuàng)造名稱通知如下：申請(qǐng)?zhí)?010201336977；申請(qǐng)日：2010年03月18日；申請(qǐng)人：浙江工商大學(xué)。 三、中國(guó)版權(quán)保護(hù)中心軟件登記部于2011年04月07日對(duì)申請(qǐng)人提出的軟件登記申請(qǐng)予以受理。申請(qǐng)人：付壯。
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利參與。
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該產(chǎn)品是以軟件的形式呈現(xiàn)，配有相應(yīng)的觸摸屏。觸摸屏上有軟件的操作菜單，可以直接在觸摸屏上的菜單選擇進(jìn)行操作。具體的軟件操作說(shuō)明可以參考軟件程序的聯(lián)機(jī)幫助。 該項(xiàng)目的應(yīng)用和前景同樣比較廣泛，不但可用于小麥面粉加工和流通領(lǐng)域，而且可用于紡織品瑕疵檢測(cè)，造紙廠紙張瑕疵、粗糙度、白度等檢測(cè)，食品表面及透明度檢測(cè)、制藥過(guò)程及成品檢測(cè)，各種工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等許多領(lǐng)域。應(yīng)用前景非常廣闊。 在經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)分析上，我們預(yù)計(jì)每套設(shè)備可銷售4萬(wàn)元左右，全國(guó)有1萬(wàn)多家面粉廠，每年生產(chǎn)銷售1000套，即產(chǎn)值達(dá)4000多萬(wàn)元，利稅可達(dá)1000萬(wàn)元以上。我們研制開(kāi)發(fā)的面粉麩星計(jì)算機(jī)識(shí)別系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像學(xué)、數(shù)字方式識(shí)別麩星的多少和大小，克服人工觀測(cè)的不一致性與不準(zhǔn)確性，速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度小，有利于制粉廠調(diào)整制粉工藝，以便于生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的面粉，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 目前，我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)小麥粉加工精度檢驗(yàn)方法還是一種感官檢驗(yàn)方法，經(jīng)人工搭粉或者蒸饅頭后，采取打粉板對(duì)比國(guó)標(biāo)樣目測(cè)的方法，確定小麥粉的加工精度。該方法不僅受主觀因素影響大，而且操作繁瑣，判斷誤差較大，結(jié)果表述不準(zhǔn)確。由于國(guó)標(biāo)方法測(cè)定帶有主觀性，不能量化，生產(chǎn)企業(yè)在質(zhì)量控制過(guò)程中，常采用灰分含量間接表示小麥粉的加工精度。灰分含量測(cè)定方法客觀，結(jié)果可以數(shù)字化。但是，灰分含量測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，而且小麥的品種不同、種植條件不同，其灰分含量差異較大。因此，用灰分含量表示小麥粉加工精度仍有一定的局限性。而且，本系統(tǒng)已獲得2010年科技查新報(bào)告（報(bào)告編號(hào)：201033B2101094），總的來(lái)說(shuō)，技術(shù)水平屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。 過(guò)去，國(guó)外也采用與標(biāo)準(zhǔn)樣目視對(duì)比的方法、用測(cè)定灰分含量的方法、用分光光度測(cè)定方法測(cè)得結(jié)果表示小麥粉的加工精度。近年來(lái)，歐美等科技水平較高的國(guó)家已開(kāi)始研究運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)測(cè)定小麥粉的粉色與麩星，以確定小麥粉的加工精度。并且現(xiàn)在英國(guó)某家公司已經(jīng)生產(chǎn)出面粉麩星和白度快速檢測(cè)的檢測(cè)儀。但是該公司的產(chǎn)品價(jià)格偏高，國(guó)內(nèi)的小型面粉廠家不易接受。 在國(guó)家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃中“農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)及設(shè)備研究開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目的“農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備研究開(kāi)發(fā)”課題的專題“小麥質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備研究與開(kāi)發(fā)”。其目的就是分析國(guó)內(nèi)外常用小麥粉加工精度檢測(cè)方法，找尋采用數(shù)字圖像處理技術(shù)表征小麥粉加工精度的最佳指標(biāo)；研究開(kāi)發(fā)采用數(shù)字圖像處理技術(shù)檢測(cè)小麥粉粉色與麩星的方法及儀器，為確定小麥粉加工精度，客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)小麥粉質(zhì)量提供技術(shù)保證。
