牛胴體眼肌切面圖像的分割研究.pdf

1、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)肉類研究室于2003年制定了牛肉等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了質(zhì)量級(jí)和產(chǎn)量級(jí)雙重標(biāo)準(zhǔn)。眼肌區(qū)域的大理石花紋是質(zhì)量評(píng)級(jí)的主要指標(biāo)之一，它是纖維之間沉積的肌間脂肪。在傳統(tǒng)的牛肉分級(jí)中，大理石花紋的等級(jí)評(píng)定主要依靠分級(jí)員的感觀評(píng)價(jià)。這個(gè)過程受分級(jí)員的感觀閾限差異、經(jīng)驗(yàn)豐富程度的差異以及工作疲勞程度等多個(gè)因素的影響，因此這一參量指標(biāo)判斷誤差較大，分級(jí)的精度難以保證，且由于人工評(píng)價(jià)耗時(shí)長(zhǎng)，難以符合高效工作的社會(huì)發(fā)展需求，因此亟需開發(fā)

2、一種自動(dòng)化分級(jí)方法。 80年代初，一些科學(xué)家將機(jī)器視覺與圖像處理技術(shù)應(yīng)用到牛肉自動(dòng)分級(jí)中，牛肉自動(dòng)分級(jí)技術(shù)獲得重要發(fā)展。在此背景下，本研究運(yùn)用數(shù)字圖像處理學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)牛胴體眼肌切面圖像進(jìn)行精確分割，在提高大理石花紋自動(dòng)分級(jí)精度的同時(shí)，提高了分級(jí)的效率，因此應(yīng)用此方法對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有十分重要的意義。 本文的研究對(duì)象(牛肉圖片)在均勻的拍攝環(huán)境下攝取，在眼肌切面圖像的分割處理中，本文采取分步驟的方法來實(shí)現(xiàn)。主要包括背景的去

3、除、有效眼肌區(qū)域的分割及大理石花紋的精確分割3個(gè)部分。 背景去除采用的是邊界跟蹤法，根據(jù)“探測(cè)準(zhǔn)則”找到目標(biāo)輪廓像素，再根據(jù)特定的“跟蹤準(zhǔn)則”找到目標(biāo)物體上的其他像素，當(dāng)跟蹤的后繼點(diǎn)回到起始點(diǎn)時(shí)，跟蹤終止。此方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用邊界跟蹤法可以快速去除背景。 有效眼肌區(qū)域的分割采用了基于形態(tài)學(xué)的綜合圖像處理技術(shù)。首先采用改進(jìn)的最小距離分類法，將消除背景的牛胴體眼肌切面圖像進(jìn)行二值化預(yù)處理，用區(qū)域標(biāo)志法，保留面積最大的黑

4、色連通區(qū)域，用差影法將黑色最大連通區(qū)域中的孔洞填充后，采用全方位圖像腐蝕和膨脹技術(shù)，去除附生肌，分割出有效眼肌區(qū)域，然后通過圖像與圖像的運(yùn)算，恢復(fù)有效眼肌區(qū)域的彩色花紋圖像。對(duì)牛肉大理石花紋標(biāo)準(zhǔn)圖板及牛肉樣本圖像所進(jìn)行的分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于形態(tài)學(xué)的綜合圖像處理技術(shù)具有很好的適應(yīng)性，可以對(duì)各種牛胴體眼肌切面圖像實(shí)現(xiàn)有效眼肌區(qū)域的準(zhǔn)確分割。 牛肉大理石花紋的精確分割，是提取特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)大理石花紋等級(jí)自動(dòng)判定的關(guān)鍵步驟，因此該處分

5、割結(jié)果的精度就是關(guān)鍵。通過研究將人眼感觀測(cè)試得到的閾限值作為容差值，將此容差應(yīng)用到區(qū)域生長(zhǎng)的算法中，對(duì)區(qū)域生長(zhǎng)法進(jìn)行改進(jìn)，利用改進(jìn)后的算法對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理。由于目前沒有統(tǒng)一明確的評(píng)價(jià)分割精度的標(biāo)準(zhǔn)，因此本研究綜合運(yùn)用了優(yōu)度實(shí)驗(yàn)法和差異實(shí)驗(yàn)法，將5人評(píng)定小組共同選取閾值實(shí)現(xiàn)的手動(dòng)分割圖作為參考圖，對(duì)各種算法的處理結(jié)果圖進(jìn)行質(zhì)量評(píng)分，將幾何平均值作為分割精度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)5人評(píng)定小組的感官評(píng)分可以得出結(jié)論：改進(jìn)的區(qū)域生長(zhǎng)法