【摘 要】
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水稻是人类十分重要的粮食作物,稻谷的饱满度和产量有着密切的关系,而脱壳后的大米品质评估也是不可或缺的重要环节。目前在大米米质评估过程中,只针对大米的长宽等尺寸参数进行了测量,受限于测量的难度和技术的不足,并没有进行大米厚度参数的提取。在水稻谷粒考种过程中对其饱满度的评价缺乏详细且有效的评价指标,评价过程大多依赖人工经验判断,没有定量化的标准。针对以上这些难点和问题,本文开展的研究包括:（1）基于双
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水稻是人类十分重要的粮食作物,稻谷的饱满度和产量有着密切的关系,而脱壳后的大米品质评估也是不可或缺的重要环节。目前在大米米质评估过程中,只针对大米的长宽等尺寸参数进行了测量,受限于测量的难度和技术的不足,并没有进行大米厚度参数的提取。在水稻谷粒考种过程中对其饱满度的评价缺乏详细且有效的评价指标,评价过程大多依赖人工经验判断,没有定量化的标准。针对以上这些难点和问题,本文开展的研究包括:（1）基于双目视觉的原理,拍摄了大米的双目图像,通过大米边缘高度与其厚度的假设关系,将直接的厚度测量目标转换成间接的边缘高度测量,然后提出一种基于大米边缘特征的匹配算法完成了边缘上同名点的匹配,解决了大米形状相似且表面纹理特征缺乏的匹配难点,实现了大米厚度参数的自动化测量。（2）对25种大米和谷子样本进行实验,所有的测量误差都在国家标准中规定的0.1毫米上限内,且比人工测量的效率提升了约17倍,这表明了本文的厚度测量算法对于大米和谷子的有效性和普适性。实验还发现,当测量的样本数量为10颗且选择小基高比的拍摄时,更有利于厚度参数的测量。（3）在厚度测量的基础上,本文进行了谷粒饱满度评价研究。通过谷粒的厚度阈值结合本文提出的谷粒黄度指数,从形状和颜色两个层面对空粒谷子和实粒谷子进行区分,计算出“空粒率”,精度达到90.1%,然后按照大米和谷子的近似体积比计算了谷粒填充度指数,在实粒谷子中进一步区分出了瘪粒谷子和饱粒谷子,获取“瘪粒率”和“饱粒平均填充度指数”。最终得到了空粒率、瘪粒率和饱粒平均填充度指数三项评价指标。（4）基于上述三项评价指标,通过支持向量机模型对谷粒的饱满度进行“空瘪型”、“中等型”和“饱满型”三种等级的预测划分,对60种谷粒进行实验,与人工评价的结果相比饱满度评价精度可达约83.3%,证明了三种评价指标的有效性,实现了谷粒饱满度的定量化评价。本文的大米厚度测量和谷粒饱满度评价可以为米质评估和水稻考种过程提供有效的技术支持。
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