基于ICT图像的三维重构技术

通过ICT图像切割、断层中间图像插值和目标图像边界轮廓提取获得ICT切片图像,进而利用Matlab体绘制的方法对ICT断层图像进行三维重构,实验结果令人满意.     

手机数字图像与甘薯β-胡萝卜素含量间相关性

该研究旨在探讨手机数字图像信息与甘薯β-胡萝卜素含量间的关系。采用智能手机采集甘薯块根切片的图像,对图像的RGB信息与甘薯β-胡萝卜素含量间的关系进行了研究,并建立了预测模型。研究发现,甘薯β-胡萝卜素含量与甘薯切片图像的绿值(G)间呈极强的负相关,与蓝值(B)呈中等强度负相关,红值(R)与β-胡萝卜素含量之间无相关性。采用对数函数对G值与β-胡萝卜素含量间的关系进行拟合,模型的拟合确定系数(R~2)达到0. 947,模型的预测相关系数(r_p)、预测均方误差(RMSEP)和标准偏差比(SDR)分别为0. 983、0. 819和5. 269。结果表明,手机数字图像可以反映甘薯β-胡萝卜素含量间的差异,使用图像的颜色值信息可以较为精确地估计甘薯β-胡萝卜素含量,为甘薯品质快速检测提供了新的思路。     

基于X射线断层扫描的小麦籽粒模型构建及离散元参数标定

为构建精准的离散元模型,标定离散元仿真参数,本文以小麦为研究对象,基于X射线断层扫描技术获取1024张不同灰度值的二维切片,采用图像滤波、图像分割等算法构建小麦籽粒的三维外轮廓模型;在EDEM中导入小麦外轮廓模型,构建了4种不同数量的填充球模型来拟合小麦籽粒的真实形状;通过休止角实际实验与EDEM仿真实验,运用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验、响应面优化实验标定了小麦离散元仿真参数;最后对标定的离散元参数进行仿真分析并与实际实验进行对比,发现仿真值与实际值相对误差小于1.30%,表明本文方法构建的离散元模型及标定的参数可用于仿真实验。     

基于Gaussian拟合的浆纱横截面切片图像分析

为客观分析浆纱横截面切片图像,减少主观因素对分析结果的影响,通过对浆纱横截面切片图像灰度直方图的特征分析,提出了应用高斯(Gaussian)拟合分析灰度直方图的方法。通过对实例中高斯拟合结果主项、次项及其他项构成因素的分析,得出浆料因素在灰度直方图上的分布区间;根据该区间不同灰度概率的正态分布特征,应用3δ原则合理估计了浆料扩散范围,计算出浆纱的几何上浆率和浆料相对分布半径,所得结果与实际相符。     

一种基于图像预处理的快速测试纤维直径的方法

利用数码光学显微镜对纤维切片图像进行采集,通过USB2.0接口将图像输入计算机中.对采集到的纤维图像信息的预处理方法和纤维直径的测量方法进行了研究.通过较少的图像预处理工序,应用边界图像直方图均衡化算法,突出了纤维的边缘信息,且纤维图像的失真较小;在纤维直径测量时,提出了一种对噪声不太敏感,处理效率高、能保留图像原来信息的测量算法——界域趋势分割法.     

直孔藏纸耐久性研究

藏纸是一种民族特色手工纸,被广泛应用于经书典籍、政府公文、档案卷宗等的书写,同时还被用于经书、档案的修补。为科学证实藏纸的良好性能,编写藏纸合理说明书,对其耐久性进行了研究。选取直孔藏纸、东巴纸、宣纸和手工构皮纸为研究对象,采取干热加速老化方法处理样品,分别测定其老化前后白度、耐折度、抗张力等指标,并进行红外光谱分析。结果表明,直孔藏纸老化前各项指标并不突出,但老化前后其白度、耐折度、抗张力保留率较好,且老化前后红外光谱分析变化并不大。老化前后直孔藏纸白度、耐折度、抗张力保留率分别为95. 22%、74. 65%、79. 71%,均大于本实验所选其他手工纸,说明直孔藏纸具有良好的耐久性。     

山药热泵干燥特性及数学模型的研究

本文以新鲜山药为原料,研究其热泵干燥特性及数学模型。以干燥温度、切片厚度为因素,研究其对山药热泵干燥特性的影响,并通过SAS8.0软件对实验数据进行拟合得出山药热泵干燥模型,得到了山药热泵干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。干燥温度越高、切片厚度越薄,山药的干燥速率越快,干燥时间越短。干燥温度对山药热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;山药热泵干燥符合Page模型,模型拟合效果很好,经验证,模型预测值与实验值比较吻合,能正确反应山药干燥规律,该模型可以用来描述山药热泵干燥过程变化过程。对热泵干燥山药产品的品质进行分析表明,与热风干燥相比,采用热泵干燥方式山药具有较好的复水性,色泽呈乳白色,感官品质良好。     

多光谱图像获取中光照不均匀性的非线性校正算法

为降低多光谱图像数据获取过程中光照不均匀性造成的影响,本研究对多光谱成像系统中获取设备——多光谱相机的CCD响应特性进行了分析,建立非线性光照不均匀性校正算法.针对大尺度物体表面光照特性,通过Chebyshev多项式对光照分布曲面进行非线性拟合,进而对光照不均匀性造成的CCD响应误差进行了校正.实验结果表明:本研究提出的非线性校正方法可以很好地降低光照不均匀性的影响,在目前的校正方法中,效果最理想.     

基于视频与数字图像比色的甘薯多酚氧化酶活力检测

多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是引起甘薯酶促褐变的主要原因,常用的PPO活力检测方法操作繁琐,建立一种简便快捷的检测方法意义重大。实验采用手机拍摄甘薯切片的褐变视频,提取视频图像RGB变化数据,建立了PPO活力预测模型。研究发现,0~30 s图像R值的变化量(ΔR)与PPO活力呈极强的正相关(相关系数0.946),G值与B值的变化量(ΔG和ΔB)与PPO活力呈中等强度正相关(相关系数分别为0.799和0.620)。采用多元线性回归模型对ΔR、ΔG、ΔB与PPO活力间的关系进行拟合,所得模型的拟合确定系数(R 2)达到0.903,模型的预测相关系数(r p)、预测均方误差和标准偏差比分别为0.956,2.079和3.459。结果表明,采用视频与数字图像比色快速检测甘薯多酚氧化酶活力是可行的。     

基于Matlab的混纺纱横截面切片图像客观分析法

根据毛粘混纺纱横截面切片图像,应用Matlab对纱线组分进行有效的分割,讨论了在分割图像处理中关键参数选取的客观性.包括:根据切片灰度图像盲孔特征,应用最大类别方差法(Otsu法)确定二值化域值;应用regionprops函数的Solidity属性,通过区域面积随Solidity阈值分布频率图,确定区分纱线不同组分的Solidity域值.这2个关键参数确定方法比较客观,实践中获得了符合实际的图像预处理和分割效果.     

模糊数学感官评价法结合响应面法优化即食莲子片的工艺研究

采用模糊数学感官评价法结合响应面法对即食莲子片加工条件进行优化研究。通过对即食莲子片的质地、外观、色泽、口感及气味进行权重分析,建立即食莲子片模糊数学感官评价方法,结合响应面法优化即食莲子片的加工工艺,探讨莲子含量、老化时间、切片厚度、油炸温度和油炸时间对即食莲子片感官指标的影响。结果表明:在固定老化时间22 h和油炸温度190℃的基础上,即食莲子片的最佳加工工艺为:莲子含量44%、油炸时间8 s、油炸厚度0.90 mm;在此条件下即食莲子片的感官评价为89.0分,与预测值相差极小。     

3D打印成型的玻璃纤维增强聚乳酸基复合材料

为解决3D 打印树脂基材料强力低的问题,提出利用纤维增强树脂基材料的方法,采用3D 打印技术将玻璃纤维和聚乳酸复合并且快速成型,并研究了填充密度和切片层厚对于复合材料力学性能的影响。试验结果表明,当试样打印的填充密度达到90%时,试样的弯曲强度和拉伸强度分别可达到49.26和21.28MPa。试样切片层厚为0.1 mm时,所得到的拉伸强度和弯曲强度分别为20.4 和52.87 MPa。试样的拉伸强度随着切片层厚的增加而减少,随着填充密度的增加而增加。试样的弯曲强度与切片层厚是负相关,与填充密度是正相关。通过分析不同种类试样截面的扫描电镜图发现,纤维束浸润树脂基体的程度与试样的层厚和填充密度密切相关,填充密度的增加和层厚的减少有利于纤维束与树脂基体的结合。     

基于Android的植物叶片图像病害检测

针对目前农业智能系统开发平台多基于Windows Mobile操作系统,开源性、免费性和人机交互性等方面较差等问题,提出了基于Android平台的一种最大类间差法和Canny算子结合的植物叶片图像病害检测方法.该方法首先用自适应中值滤波对叶片图像进行平滑处理,再对图像进行灰度变换,然后用最大类间差法对图像进行二值化,最后基于Canny算子对图像进行边缘检测.实验结果表明,该方法实现了Android平台下的图像检测,能有效减少边缘噪声,并且能够有效提取叶片图像病害部分的边缘,具有很好的鲁棒性、有效性和准确性.     

Measurement of gas holes and mechanical openness in cheese by image analysis

A method to measure the amount of the surface area of cheese slices occupied by gas holes was developed to reflect the relative gas production among different cheeses. A digital camera mounted on a copy stand with lighting was used to make digital images of each slice of cheese. A commercial digital image analysis software program was used and an algorithm was written to measure the area of the image of the cheese slice occupied by holes. The image was cropped and scanned to determine which color channel produced the best image contrast. The MATLAB program allowed the user to eliminate mechanical openness or false holes and then to scan the image to produce a percent distribution of pixels in the image as a function of pixel intensity. The user then determined a threshold value to differentiate pixels that were in holes from those representing areas with no holes. The percentage of the total surface area occupied by holes was calculated. The coefficient of variation of the method ranged from 2.43% with gas holes of about 1% of the surface of the cheese slice to a coefficient of variation of 0.92% with gas holes of about 6.8% of the surface area of the cheese slice. Examples of applications of this method are given for Emmental, Ragusano, and Cheddar cheeses. The method can be used as a tool in research studies to correlate the amount of gas production with manufacturing conditions or as a quality control tool in cheese manufacturing.     

基于交互式遗传算法的三维服装款式研究

为进一步提高三维服装设计的用户满意度,提出了一种基于交互式遗传算法的服装款式设计方法。首先构建交互式遗传模板,实现款式部件与遗传操作的对接,接着通过建立服装款式部件库,采用基于染色体指针的编码方式,实现三维服装部件遗传操作,最后通过对比实例验证本文所提算法的可行性。研究结果表明:构建交互式遗传模板,可以不断改进款式部件库;采用基于染色体指针的编码方式,可以实现复杂度较高的三维服装部件遗传操作;另外,该算法的美观度比传统遗传算法和二维裁片法分别提高18%和35%,表明通过交互进化可以快速提升用户的满意度。     

基于太赫兹反射成像技术的花生空果无损检测

目的 基于太赫兹反射成像技术(Terahertz Reflection Imaging Method, THz-RIM)实现花生空果无损检测,为太赫兹技术在农产品及食品快速无损检测中的应用奠定基础。方法 利用太赫兹脉冲光谱仪TeraPulse 4000及反射成像附件和采集软件,在0.2 mm采集步长下对去壳花生仁进行太赫兹反射成像预实验,确定出正式实验的图像颜色模式为hot模式。人为制备若干个花育36号满仁花生果样本和空果样本(仅有一粒花生仁),在与预试验相同的条件下采集样本光谱图像,以时域/频域2点外相加成像(Integrated Time Slice)重构方式进行图像重构, 突出花生空果样本图像的显著几何特征。结果 通过太赫兹反射图像可以实现满仁与花生空果样本的检测区分,但图像细节仍然比较模糊,需进一步提高图像清晰度。采用数字图像方法进行图像增强,利用OpenCV-Python提高图像的亮度、色度、对比度及锐度。提升对比度后的图像可观测度最高,且空果图像中黑色部分面积占比最大,与含仁部分对比最为明显,可以实现空果及满仁花生果的快速区分。结论 探索结果表明,THz波对花生外壳具有良好的穿透性,利用THz-RIM技术结合OpenCV-Python数字图像处理方法进行花生空果无损检测具有可行性,利用太赫兹光谱技术对油料作物内部品质进行无损检测研究具有极大潜力。     

树脂包埋技术在纤维截面切片中的应用

在丙烯酸类树脂包埋剂的特性基础上,研究了一种基于预聚技术的树脂快速包埋技术,以缩短包埋时间和减少树脂收缩的处理过程;介绍纺织纤维截面树脂切片的制作过程;最后对木棉和涤纶中空纤维截面树脂切片和哈氏切片的显微图像及其纤维截面特征参数和分布进行对比,并给出部分纺织纤维截面切片图像。     

冻干草莓内部孔隙率的分布及其影响的实验研究

冻干食品内部是多孔的疏松结构，针对不同预冻结速率和厚度的草莓，进行了冻干实验，采用微型CT扫描仪对冻干样品进行扫描和图像重构，计算得到了孔隙率。测量了冻干过程失水率，冻干后复水比，并且用二甲苯-二氯靛酚比色法测定了冻干前后抗坏血酸的值。结果表明：预冻结速率越快，孔隙率越小，且超速冻（速率大于10em／h）的孔隙率基本维持在一恒值10％。物料厚度越大，升华干燥速率越慢，孔隙率越大，复水比越大。8mm切片抗坏血酸保持得最好，并且孔隙率越大，抗坏血酸保持率越低。     

基于图像处理的分梳山羊绒长度检测方法

为了提高分梳山羊绒长度检测的效率、降低测量过程中人为因素的影响,提出一种基于数字图像处理技术的分梳山羊绒长度检测流程和方法。对分梳山羊绒进行数字图像采集,将采集到的图像转换成灰度图像,对灰度图像进行滤波、二值化处理、边缘提取、拟合曲线,最后根据GB 18267-2013《山羊绒》计算分梳山羊绒的平均长度。结果表明:该方法可以获得分梳山羊绒的边缘曲线,根据曲线测得的分梳山羊绒平均长度与人工测量长度非常接近,为分梳山羊绒长度检测提供了有效的方法。