基于嵌入式系统的粮食霉变检测装置研究

摘要

目前,一般采用人工目测的方法检测粮食质量,但人工目测误差大,很难获得精确的测量结果,而且人工检测时间长、重复性差,不同人员之间测定结果相差悬殊,对粮食质量检测的可信度不高,难以满足粮食收购过程中对其霉变程度的评估要求。虽然可以使用光电分选机,但是这类设备价格昂贵,难以普及。而且仅有合格与不合格两种等级,难以满足现场进行快速、准确检验的要求。因此,本文使用嵌入式系统,通过数字图像处理技术,实现对粮食霉变颗粒的准确、快速检测,并且能够对粮食颗粒进行分级。本课题只对玉米与小麦颗粒做了具体研究,研究内容包括:
　　1、研究了霉变玉米颗粒快速检测方法。通过图像预处理、灰度化、二值化、区域填充、除干扰、连续膨胀等操作,对玉米颗粒中霉变的颗粒进行准确定位,并统计出霉变颗粒数目,准确率达到93.75％以上,处理速度可以满足实时检测的要求。
　　2、研究了快速检测感染黄曲霉毒素玉米颗粒的方法。基于黄曲霉毒素在365 nm紫外光照射下会发出黄绿色荧光效应这一特性,通过对图像进行平滑处理、图像增强、二值化、除干扰、图像连续膨胀等运算,统计出感染黄曲霉毒素玉米颗粒的数量,准确率达到87.5%以上。
　　3、研究了玉米颗粒霉变分级检测方法。首先将正常玉米颗粒选出,再将轻度霉变和严重霉变玉米颗粒进行分选。研究过程中引入HSV模型,采用V分量的阈值区分正常玉米颗粒与霉变玉米颗粒,再通过H和V分量的阈值从霉变玉米颗粒中区分轻度霉变与严重霉变玉米颗粒,达到玉米颗粒霉变分级的目的。对正常玉米颗粒、轻度霉变玉米颗粒、严重霉变玉米颗粒检测准确率分别达到93.7%、80%、92.9%以上。
　　4、完成了嵌入式开发平台的设计。该装置能够对玉米颗粒的霉变率与黄曲霉毒素感染率进行实时检测。
　　本文研究的基于嵌入式系统的粮食霉变检测装置,能快速、准确地将霉变粮食颗粒分选出来,并对粮食颗粒霉变度进行分级,对玉米颗粒实验结果统计显示,准确率在80%以上。

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第一章 绪论

1.1 选题依据和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 黄曲霉毒素的检测意义

1.4 主要研究内容

第二章 图像表示与平滑处理

2.1 图像的数字表示

2.2 图像平滑处理

2.3 本章小结

第三章 可见光下霉变玉米颗粒的检测

3.1 实验准备

3.2玉米颗粒图像二值化

3.3 图像去噪与特征提取

3.4 自然光下检测实验结果

3.5 本章小结

第四章 荧光下感染黄曲霉毒素玉米颗粒的检测

4.1 荧光图像去噪处理

4.2 荧光图像处理

4.3 结果与讨论

4.4 本章小节

第五章 玉米颗粒霉变程度分级方法

5.1 玉米霉变分级的意义

5.2 霉变特性分析

5.3 霉变玉米颗粒的识别与分选

5.4 本章小结

第六章 基于嵌入式系统的检测装置设计

6.1 嵌入式系统的选择

6.2 检测装置硬件设计

6.3 检测装置软件设计

6.4 实测结果

6.5 本章小结

第七章 总结与创新之处

7.1 总结

7.2 论文的创新之处

致谢

参考文献

在学期间公开发表论文及著作情况