基本信息
- 项目名称：
- 面粉麸星的计算机检测系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统用于检测面粉中的微小杂质--麸星。其主要成分包括面粉加工过程中未分离出去的小麦麸皮、荞麦皮、草籽皮，以及大小、比重与小麦相近的黑石块、煤渣等。系统使用基于图像处理和模式识别理论基础上的计算机智能检测技术，，准确、快捷地量化出面粉麸星的数量、面积、所占比例，代替传统的人工观测方式。有利于质监部门对面粉产品进行标准化和质量控制；帮助面粉生产企业提高效益；保障食品质量，使消费者从中获益。
- 详细介绍：
- 面粉麸星的计算机检测系统是以麸星检测和测量为研究内容，利用已有的图像处理和模式识别理论，采用一些新的算法，开发出的能用于识别和测量面粉麸星的计算机检测软件。系统的检测软件的优势在于不仅能准确地判断识别单位面积的麸星个数，而且能够计算出面粉中单个麸星的面积大小、麸星总面积及百分比等量化值。与传统人工检测相比，本系统实现了一个从定性检测到定量检测，人工检测到计算机自动检测的转变。 该面粉麸星检测系统是实现的基本功能包括：识别面粉样本图像中的麸星；标注麸星的大小并计算麸星的个数和面积；计算麸星所占的面积比例；在屏幕上显示检测的结果；显示当前状态、检测时间；保存每次检测的结果；保存每次设置的参数。 此外，该系统还带有一些附加的功能，包括：修改麸星检测的灵敏度；实现手动单帧采集和检测，实现系统连续自动检测功能；查询过去某段时间内的检测数据；保存系统参数，退出程序后，下次重新启动程序时按照前一次结束时的状态继续运行。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 目前国内用于麸星检测的做法是质检专家定期到面粉厂家检测，通过人工观测的方法来界定面粉中麸星的含量。专家通过标准样品与送检样品通过实验的手段对比，从而确定面粉的等级。由于人的主观性很强，易造成检测结果误差较大，速度慢，无法做到量化。而且，麸星的定量测量仪器市场是空白的。我国在面粉麸星检测这个领域还处于探索阶段。 基本思路： 本装置采用摄像头实时或快速拍摄面粉图像，面粉图像经图像采集卡转换成数码图片送入计算机，经过面粉麸星识别与检测系统计算出面粉中麸星的数目、麸星所占面粉的比例、面粉中各个麸星的大小等相关数据。本系统可根据这些数据设定指标对面粉质量作出评估。 创新点和技术关键： 本系统对麸星的识别和检测是建立在数字图像处理和模式识别相关理论基础上。算法主要包括面粉图像的预处理和麸星的识别与测量。图像的预处理中首先是灰度图像转换，然后采用了高斯平滑滤波加上拉普拉斯锐化的处理算法。在预处理的基础上，借鉴阈值分割和模板匹配法的思路，将面粉图像分成多个小块的方法，对单个小块计算灰度值求得图像的最佳阈值，计算图像中麸星的数目和大小。在此基础上，对图像进行对比度分析，完成麸星相关信息获取工作，在显示设备上显示获得的数据，完成了麸星的定量检测工作。 作品主要技术指标： 适应面粉生产线产量：5-50吨/小时； 识别最小麸星点：0.001mm； 测量范围：0.01%-2.5% ； 识别速度为每分钟五个样点； 识别精度为千分之一；
科学性、先进性
- 目前，我国现行的国家标准小麦粉加工精度检验方法还是一种感官检验方法，该方法不仅受主观因素影响大，而且操作繁琐，判断误差较大，结果表述不准确。近年来，欧美等科技水平较高的国家已开始研究运用计算机图像处理技术测定小麦粉的粉色与麸星，以确定小麦粉的加工精度。我国在面粉麸星检测这个领域还处于探索阶段。 国家“十五”科技攻关计划中“农产品深加工技术及设备研究开发”项目的“农产品质量快速检测技术及设备研究开发”课题的专题“小麦质量快速检测技术与设备研究与开发”。其目的就是分析国内外常用小麦粉加工精度检测方法，找寻采用数字图像处理技术表征小麦粉加工精度的最佳指标；研究开发采用数字图像处理技术检测小麦粉粉色与麸星的方法及仪器，为确定小麦粉加工精度，客观、科学地评价小麦粉质量提供技术保证。 总的来说，本系统很好地实现了面粉麸星的量化检测，并且已经获得中国的专利批准，技术水平属于国内领先。
获奖情况及鉴定结果
- 一、2010年3月28日，学校科技处受浙江省科技厅的委托，组织专家对李同强教授承担的浙江省科技项目“面粉麸星的在线识别及面粉质量检测系统”进行了鉴定。学校科技处副处长主持了鉴定会，学院陈小余和周融副院长出席了鉴定会，李同强教授介绍了项目完成情况，与会专家进行了讨论，最后一致认为：该项目完成了任务书规定的主要工作，做出了样机，机器经面粉厂实际应用效果良好，增加了面粉质量检测设备，提高了面粉厂的效益。 二、国家知识产权局确定专利申请号、申请日、申请人和发明创造名称通知如下：申请号2010201336977；申请日：2010年03月18日；申请人：浙江工商大学。 三、中国版权保护中心软件登记部于2011年04月07日对申请人提出的软件登记申请予以受理。申请人：付壮。
作品所处阶段
- 中试阶段。
技术转让方式
- 专利参与。
作品可展示的形式
- 实物、产品。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该产品是以软件的形式呈现，配有相应的触摸屏。触摸屏上有软件的操作菜单，可以直接在触摸屏上的菜单选择进行操作。具体的软件操作说明可以参考软件程序的联机帮助。 该项目的应用和前景同样比较广泛，不但可用于小麦面粉加工和流通领域，而且可用于纺织品瑕疵检测，造纸厂纸张瑕疵、粗糙度、白度等检测，食品表面及透明度检测、制药过程及成品检测，各种工业产品质量检测等许多领域。应用前景非常广阔。 在经济的市场分析上，我们预计每套设备可销售4万元左右，全国有1万多家面粉厂，每年生产销售1000套，即产值达4000多万元，利税可达1000万元以上。我们研制开发的面粉麸星计算机识别系统是利用计算机图形学、图像学、数字方式识别麸星的多少和大小，克服人工观测的不一致性与不准确性，速度快，劳动强度小，有利于制粉厂调整制粉工艺，以便于生产出优质的面粉，经济效益和社会效益显著，应用前景广阔。
同类课题研究水平概述
- 目前，我国现行的国家标准小麦粉加工精度检验方法还是一种感官检验方法，经人工搭粉或者蒸馒头后，采取打粉板对比国标样目测的方法，确定小麦粉的加工精度。该方法不仅受主观因素影响大，而且操作繁琐，判断误差较大，结果表述不准确。由于国标方法测定带有主观性，不能量化，生产企业在质量控制过程中，常采用灰分含量间接表示小麦粉的加工精度。灰分含量测定方法客观，结果可以数字化。但是，灰分含量测定时间长，而且小麦的品种不同、种植条件不同，其灰分含量差异较大。因此，用灰分含量表示小麦粉加工精度仍有一定的局限性。而且，本系统已获得2010年科技查新报告（报告编号：201033B2101094），总的来说，技术水平属于国内领先。 过去，国外也采用与标准样目视对比的方法、用测定灰分含量的方法、用分光光度测定方法测得结果表示小麦粉的加工精度。近年来，欧美等科技水平较高的国家已开始研究运用计算机图像处理技术测定小麦粉的粉色与麸星，以确定小麦粉的加工精度。并且现在英国某家公司已经生产出面粉麸星和白度快速检测的检测仪。但是该公司的产品价格偏高，国内的小型面粉厂家不易接受。 在国家“十五”科技攻关计划中“农产品深加工技术及设备研究开发”项目的“农产品质量快速检测技术及设备研究开发”课题的专题“小麦质量快速检测技术与设备研究与开发”。其目的就是分析国内外常用小麦粉加工精度检测方法，找寻采用数字图像处理技术表征小麦粉加工精度的最佳指标；研究开发采用数字图像处理技术检测小麦粉粉色与麸星的方法及仪器，为确定小麦粉加工精度，客观、科学地评价小麦粉质量提供技术保证。
