close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Информационно-измерительная система определения потребительских свойств пшеницы..pdf

код для вставкиСкачать
??? 633.11:004.93:004.89:004.032.26
???????? ?.?., ??????? ?.?.
???????????? ??????????????? ???????????
E#mail: vital_asm@mail.ru
?????????????(????????????? ???????
??????????? ??????????????? ??????? ???????
??????????? ??????????? ??????????? ??????????????? ??????? ??????? ? ??????? ??(
???????????(????????????? ???????. ?????????? ????????????? ???????? ?????????????
?????? ????????? ?????????? ?????????? ?????????????? ??????? ? ??????????????????? ???(
???????? ??????? ????? ? ???????????? ?? ??????????? 3 %. ????????????? ?????????????(
??? ????????????? ????????? ???? ????????? ??????? ??????????? ??????????? ?????? ??????(
???????? ?? 0,2?1,0 %.
???????? ?????: ?????????????(????????????? ???????, ??????????????? ????????, ???(
?? ???????, ???????????? ??????, ????????????? ????????? ????.
?? ??????????? ???? ??? ???????? ?????
?????????? ??????? ??????? ?????????????
?? ? ???????? ???? ?? ?????????? ????????,
?????? ???? ?? ??????????? ???? ?? ????? ??
???????? ???????????????? ???????????????
??????????? ????? ? ????????? ??? ?????????
??. ???????? ?? ??????????? ? ???????????
??? ??????????????? ??????? ?????????????,
???????? ????????????????? ? ???????????
?? ?????????????, ? ???? ?????????? ? ????
??? ????????????: ??? ?????????? ????????
??? ???????? ?????? ????? ???????????????
????????????? ?????????? ???????????????
???????.
? ??????? ?? ???????????, ? ????????????
????????? ??????? ?????????????? ?? ???
????? ??????????????, ??? ????????? ?????? ??
???????? ???????? ? ?? ??????????????? ????
????? ? ???????????? ???????????? ?? ??????
?? ??????????. ??????, ???????????? ???
?????? ?????????????? ?????? ????? ???????
??????????? ?????????, ??? ?????? ?? ???????
??????? ??? ?????????????. ? ????? ???????
?????????? ?????????? ??????????? ????
??????? ???????? ??????? ?????. ?. ?. ?????
??? ?????????? ?????? ??????????? ???????
???????? ????? ?? ???????? ????????? ?????
??, ???????????? ??? ?????????? ????? ??
??????????????????, ????????????????? ??
??????? ????????? ??? ??????? ??????????
?? [1]. ????????????? ???????????????? ??
????????????? ?????????????? ????????????
???????? ?????????? ????????? ?????????
???????? ????????, ????? ??????????? ?????
????? ?????? ? ???????????? ???????? [2].
???????? ????????? ??????, ?????????? ??
??????? ??????????????????? ??????? ????, ?
??????? ???????? ???????????? ????????
??????? ??????? ?????? ????, ??? ?? ???????
?????????? ?????? ???????????? ??????? ????
????? ?????? ??????? ??????. ?????? ??????
????? ????????? ?????? ?????? ?????? ?????
?????????? ? ????????????? ????? ???? ? ???
?????????? ???????? ?????????, ?????? ???
??? ???????? ??????????? [3].
??? ?????? ??????????????? ??????? ???
?? ????? ???? ???????????? ?????????????
????????????? ??????? (???) ?? ?????????
??????????? ?????? (??????? 1). ???? ??????
??????? ????????? ? ???????????????? ???
??????????? ????????? ?????????? ? ????
???? ????????? ??? ??????????? ?? ?????????.
м
CPU
D
м
M
3
4
5
м
1
2
1 ? ????????????? ??????????;
2 ? ??????????????? ???????????????;
3 ? ?????????? ????????? ??????????;
4 ? ?????????? ??????????? ??????????
? ??????????????? ?????????;
5 ? ??????????? ??????????
??????? 1. ?????????? ??????????? ?????
?????????????????????????? ???????
??????????????? ??????? ?????
??????? ??? ?3 (152)/????`2013
209
??????????? ?????
???? ?????????? ????????? ?????????? ????
???? ? ???? ?????? ? ?????????, ?? ?????? ????
??? ?????????? ?????? ?????????? ? ??????
???? ????????? ??????????, ?????????????, ??
?????????? ????????? ? ???????? ?????????
??? ?????????? ? ????? ??????? ?????????????
?????? ? ??????????????? ????????? ?????. ??
????????? ?????, ?????????? ???????? ??????
?????? ????? ??????????? ??????? ???? ???
??? ????????? ???????? ??????????? ?????
?????????? ??????? ????? ? ????????? ??? ????
???????.
???????????? ????????? ????????? ????
?? ?????????? ????????? ?????????? ???
??????????? ??????????????? ??????? ?????
??????????? ? ??????????? ?????????? ??????
???????? ?????? ?????? ???????????? ? ???
?????????????????? ??????????????: ????
??????????, ??????, ?????????, ?????????????
?????????? (??????? 2).
????????????, ??? ??? ?????????? ?????
?????????? ??????? ???????????? ??? ????
?? ? ?? ??????? ??????????????? ??????? ???
??. ??????????? ?????? ?????????? ????????
Стекловидность Зольность
?????? ?????????? ????????? ????????? ????
???? ????????? ?????? ??????????, ???????
??? ????? ? ?????????? ?????????? ?????
????? ?? ??????? ? ???????? ??????????? ???
?????????. ?????????????? ????? ??????? ? ??
??????????????? ?????????? ?????, ????????
????? ??????????? ??????????? ???????? ???
??, ??? ???????? ??????????????? ????????
??????????????, ??? ????? ??????????? ?????
?????????? ??????? ?????????????????? ????
?????, ???????? ??????????????? ??????????
?????? ? ????????? ????? [4]. ?????????? ????
?? ????????? ???????????? ????? ??????????
???????? ? ??????????? ??????? ?????????
?????? ??????????????????? ???????, ????
?????? ? ??????? ??????????? ????????????
????? ??? ???????????? ??????????? ???????
???????? ??????? ???????.
????????????? ???????? ??????????? ??
????????????? ??????? ??????? ???????? ?
??????? ??????????? ????????????? ???????
????? ??????? [5], ??????? ??????????? ????
?????????? ??????? [6]. ??? ?? ??????????
???????????? ????????? ?????? ????????????
Масса
Число
1000 зерен падения
Количество и
Объем
Крупность,
качество
Натура
зерновки выровненность
клейковины
Содержание
поврежденных
зерен
Содержание
сорных
примесей
Твердозерность
Микробилогическая
контаминация
Загрязненность
тяжелыми металлами
Зараженность
головней, спорыньей
Показатели
безопасности
Показатели физико-химических свойств
Показатели качества зерна
Индекс размера
частиц
Удельная
поверхность муки
Степень
измельчения
Структурномеханические
свойства
Водопоглотительная
способность муки
Валориметрическая
оценка
Устойчивость теста
Разжижжение теста
Реологические
свойства теста
Газо- и сахаробразующая
способности муки
Способность муки к
потемнению
Сила муки
Седиментация
Активность амилаз
Активность протеиназ
Содержание белка
Содержание крахмала
Содержание
декстринов
Биохимические
свойства
Потребительские свойства зерна и продуктов его переработки
??????? 2. ?????????? ???????? ?????, ???????? ?? ??????????????? ???????? ?????
? ????????? ??? ???????????
210
??????? ??? ?3 (152)/????`2013
???????? ?.?., ??????? ?.?.
?????????????<????????????? ??????? ???????????...
??????? ????????????????? ?????? ? ??????
???????????? ??????????? ?????????. ?? ???
?????????? ??????????? ???????? ????????
????????????? ? ??????????????? ???????????
????????? ??? ??? [8].
??? ?????????? ???????? (????????? ??
?????? ???????? ?? ????????? ??????) ??????
????? ?????? ??? ???????. ???? ????????? ???????? ??????, ????????? ?? ????????? ???
??? ?????, ??????????? ????? ?? ????????
??? ???????? ?????. ??????????? ????????
????? ?????? ??????????? ?? ????????? ???
?????????? [9]. ??????????, ??????? ?????? ??? ?????????? ???????? ???????, ? ???????? ?????????? ???????? ?? ??????? ???????. ? ??
?????? ?????????????? ??????? ??????? ??
????????? ?????????? ?????? ?? ??????? ???
????.
???????? ????????????? ????????? (??
????? 4), ??????????? ?????????????? ?????
?????????? ???????? ?????: ???????????????
??? ??????????? ???? ???, %; ??????????????,
??/???. ???????? ??????????? ???????? ???
??? ??????? ????????? ???????? ??????????
????????????? ?????????? ??????????. ???
?????????? ?????????? ? ????????????? ??
???????????? ?????? ???????????? ??????????
??? ??????? 1 % ? ???????? ??????????? ????
????? ? ????????????? ???????? 95 %. ????
??????? ?????????????? ?????????? ?????????
????????? ?? ?????? ???????? ??????, ?? ????
??????? ???????, ?????????? ? ??????? ????
??????? ????????????????? ?? ??????????
????????? (??????? 3).
??????????????????? ??????? ?????????
?? ??????? ???? 70 % ?????? ?????????????
??????? ????? ??????? ?? ???????? ???202.
?????????? ??? ???????? ????????? ?????
??????? ??????? ????? ??????? ??? ???????
??? ??????????????????? ??????? ? ? ???????
??????????? ????????????????? ? ??????????
???? ???????? CCD (ChargeCoupled Device)
?????? ? ? ??????? ??????? ? CIS (Contact
Image Sensor) ????????. ?????????? ?????
?????? ???????????????? ? ??????? ?????
????????? ???????????? ???????????. ? ????
???? ??????????? ????? ??? ?????????? ???
?????????? ??????????, ???????????? ?????
???? ? ?????????????, ?????? Borland
C++Builder. ? ???? ??????? ?????????? ????
??????? ? ???????? ???????????? ???????? ???
?????????? ?????????????????? ?????????
???????? ????????????? ?????????? ???????
??? ????????????? ??????, ????????? ??????
????? ? ????????? ?????????? ?????? ?????
????? ? ???????? ????? Open Source Computer
Vision Library (OpenCV) [7]. ??? ?????????
??????? ?????????????? ??????????????? ???
?? ?/C++ ? PHP.
??? ??????????? ?????? ???? ?????????
????????????????? ??????? ???????????:
?????? ?????????? ?????????????, ?????? ??
Предмет измерения
Обнаружение объектов - частиц муки;
построение их замкнутых контуров
Нахождение центра тяжести каждой
фигуры, ограниченной контуром ;
проведение отрезков из центра
тяжести фигуры к контуру во все
стороны
Определение среднего значения Х
(мкм) отрезков и коэффициента
вариации длин К - коэффициента
неровности частицы;
вычисление среднестатистических
значений ХСР и КСР для частиц
изображения
(r=0,953; R2=0,901; Fфакт=132,95>Fтеор=2,27)
Получение изображения матрицей
сканирующего устройства
Уровень
аппаратных
средств
Формирование шлейфа данных
(оцифровка аналогового сигнала)
Предварительная обработка
изображения (перевод в монохромное)
Уровень
программных
средств
Выявление векторных структур из
растрового изображения (контурный
анализ)
На основе анализа данных
определение твердозерности зерна
ТВ, кг/мм?
Уровень
математических
средств
.
??????? 3. ????? ????????? ????????? ?????? ??????????????????? ???????
??????? ??? ?3 (152)/????`2013
211
??????????? ?????
???????? ???????? ????????????? ???????
?????.
??????????? ?????????????? ? ???????
??????????????????? ??????? ????? ???????
??? ??????????? ??????? ??????? ????????
?? ????????? ? ?????? ????????????? ?????
????, ??????????? ?? ?????? ???????????? ??
???? ??????? ?????: ?? ??????? ??????? ??????,
???????? ??????????? ??????? ?????, ???????
?????????? ???????? ?????????? ???????
??? ????????????? ??????????? ?????????: 2,6
2,9 % ?? ????????? ? 5,9 6,8 % ? 10,6 15,6 %
??????????????. ???????????? ???????????
??????????? ??? ????? ?? ????????? 3 %.
???????????, ????????? ????????? ????
??????? ????????????? ?????? ????? ??????
?????????? ? ??????? ?????????????? ?????
???????? ????????? ????, ????????????????
??? ??????? ?????? ????????????? ?????? ??
?????.
?????? ?????? ????????? ???????, ????
?????? ???????? ? ??????????????????, ? ????
??????? ???????? ?????????? ???????????
????????? ?? ???? ???????? ???? ????. ?? ????
?? ???????????? ?????? ???????????, ??? ??
????????? ? ??????????? ???????? ????????
??? ????? ??????? ???????? ?????????? ???
???? 300 ?? 300 ????????. ????????? ?? ??????
??? ????? ????????? ??????????????? ?????
? ? ??? ?????????? ??????????????
????? ?? ??????? ? ??????????? ???????????,
??????????, ??????????? ?? ???? ???????
?????????? ???????, ????? ?????? 1 ???.
?? ?????? ?????? ??????? ?????????????
???????????? ????? ?? ?????? ?? ???????? ? ???
???????????? ???????? (????, ????, ??????
??????? ? ??.) ??????? 5 ???????? ?????????
???? ?? ????? ???????????? ??????? ?????? (??
????? 5).
? ???????? ?????? ???????? ???? ????????
???? ???????? ? ????????. ? ??????? ???????
?? ????????? ??????????????? ?????? ?????
????? ???????? ???? ? ?????? ?????????????
?????????? ? ???? ??????. ????????? ??????
??? ???? ??????????? ?? ?????? ?????????????
??????????? ??????????? ??? ???????? ??????
? ?????? «????? ????». ?? ?????????????? ???
?? ???????????? ? ?????? ?????? ????????????
?? (?????, ??????, ?????? ??? ???????????
??????) ??????????? ????????????? ???????
??????? ?? ?????? ????????????? ??????????
????????????? ?????? ?? ???????. ??? ?????
????? ?????? ????????? ???? ??????????? ???
???????? ??????????? ?? ?????? ??????????
Artificial Neural Network for PHP (FANN) [10].
??????????? ??????????? ??????????????
????? ??????? ??????? ?? ????? ?????? ????
??????? ?????? ?????? ?? ??????????? ???????
??? 2000 ??????. ??????? ?????????? ??????
? ? ??? ?????????? ???
??????? 4. ????? ??????????? ??????????????????? ??????? ???????
? ???????????????? ?????????? ???????
212
??????? ??? ?3 (152)/????`2013
???????? ?.?., ??????? ?.?.
?????????????<????????????? ??????? ???????????...
Присваиваемый
частице класс
Растровое
изображение частицы
Входные
сигналы
(пиксели)
Синапсы
Слой
входных
нейронов
Ячейка
нейрона
Аксоны
Слой
скрытых
нейронов
Слой
выходных
нейронов
40
30
20
10
900
100
0
800
7 00
600
500
200
3 00
400
0
100
??????????? ?????? ??????? ?????????? ????
?? ?????????? 0,6 ± 0,4 %, ??? ????????????? ???
??????? ???????? ?????? ?????????? ??????
???????? ????? ???????. ?????????? ???
????? ??????????? ????? «????????» ?????????
???? ????????, ? ?????? ???????? ????? 700 (??
????? 6).
??????:
????????????? ????????? ???????? ?????
?????????????? ??????? ????????? ??????????
?????????? ?????????????? ??????? ? ?????
?????????????? ??????????? ??????? ????? ?
???????????? ?? ??????????? 3 %. ? ??????
???? ?????????? ????????? ???? ???????????
?????? ?????????????? ????? ?????????????? ?
???????????? 0,2 1,0 %.
????????????? ??????? ????? ???? ??
?????????? ??? ??????????????? ???????????
Среднее число ошибок,
%
??????? 5. ????? ?????????? ????????????? ????????? ???? ?? ?????? ??????????? ???????????
Обучающая выборка, шт
??????? 6. ???????? ????? ?????? ? ????????
???????? ????????????? ????????? ????
???? ????????????? ????? ??????? ? ??????
??? ??? ??????????? ?? ???????????? ???????
?????????????? ?????????????? ?? ?????
?????? ??????? ??????????? ?????.
19.01.2013
?????? ??????????:
1. ??????, ?. ?. ???????????????? ?????? ??????? ????? / ?. ?. ??????. ?.: ?????, 1946. 258 ?.
2. ?????????, ?. ?. ?????? ?????? ? ???????????? ???????? ????? / ?. ?. ?????????. ?.: ????????????????, 1991. 206 ?.
3. ?????????, ?. ?. ?????????????? ??????? / ?. ?. ?????????, ?. ?. ???????. ?.: ?????, 1977. 122 c.
4. ???????, ?. ?. ???????? ????? ? ??????????????: ????. ??????? ??? ????? / ?. ?. ???????, ?. ?. ??????????. ???.:
?????, 2005. 512 ?.
??????? ??? ?3 (152)/????`2013
213
??????????? ?????
5. ???. 2433398 ?????????? ?????????, ??? G 01 N 33/10. ?????? ??????????? ????????????? ??????? ????? ???????
/ ??????? ?. ?., ???????? ?. ?. ; ????????? ? ????????????????? ????????. ???. ??? ? 2010143397/15; ?????.
22.10.2010 ; ?????. 10.11.2011, ???. ? 31. ? 8 ?.
6. ???. 2442132 ?????????? ?????????, ??? G 01 N 15/02, G 01 N 33/10. ?????? ??????????? ?????????????? ???????
/ ??????? ?. ?., ???????? ?. ?. ; ????????? ? ????????????????? ????????. ???. ??? ? 2010145551/28; ?????.
09.11.2010 ; ?????. 10.02.2012, ???. ?.4. ? 8 ?.
7. Laganire, R. OpenCV 2 Computer Vision Application Programming Cookbook / R. Laganire. Packt Publishing, 2011. 304 p.
8. ???????, ?. ?. ??????????? ??????????? ??? ??????????????? ??????????????? ??????? ??????? ?? ?????? ??????
??????????????????? ??????? / ?. ?. ???????, ?. ?. ???????? // ????????????? ? ??????????????? ??????????? ???
?????? ??? ???. ?2011610605; ???? ??????????? 09.11.2010_; ???? ???????. 11.01.2012 ?. ?????. 2012 ?.
9. Parker, J. R. Algorithms for Image Processing and Computer Vision / J. R. Parker. Wiley. 2 edition, 2010. 504 p.
10. ??????, ?. ????????? ????: ?????? ???? / ?. ??????. ?.: «???????», 2006. 1104 ?.
???????? ?? ???????:
???????? ?.?., ????????? ??????? ?????????? ??????? ???????????
????????????? ???????????????? ????????????, ?????? ??????????? ????
??????? ?.?., ??????? ????????????? ??????? ?????????? ??????? ???????????
????????????? ???????????????? ????????????
460018, ?. ????????, ??? ??????, 13, ?mail: pvmedvedev@mail.ru; vital_asm@mail.ru
UDC 633.11:004.93:004.89:004.032.26
Medvedev P.V., Fedotov V.A.
Orenburg state university, ?#mail: vital_asm@mail.ru
INFORMATION MEASURING SYSTEM OF DETERMINATION CONSUMER PROPERTIES OF WHEAT
Possibilities for determination of wheat consumer properties in information measuring system are explored.
Use of the developed methods of computer vision allows defining indicators for grain hardness and water absorb
capacity with maximum error not exceeding 3 %. The use of engineered artificial neural network allows to reduce
the error of definition of a class of grain hardness up to 0.2#1.0 %.
Key words: information measuring system, useful quality, wheat, computer vision, artificial neural network.
Bibliography:
1 Kupric, Y. N. Physical#chemical bases of the grain milling / Y. N. Kupric. # M.: Kolos, 1946. # 258 p.
2 Berkutova, N. S. Methods of the estimation and the shaping grain quality / N. S. Berkutova. # M.: Rusagroprompublic,
1991. # 206 p.
3 Berkutova, N. S. Microstructure of the wheat / N. S. Berkutova, I. A. Shvecova. # M.: Kolos, 1977. # 122 p.
4 Kazakov, E. D. Biochemistry of the grain and the bread goods: Teaching guide for high school / E. D. Kozakov, P.
Karpilenko. # SPB.: GIORD, 2005. # 512 p.
5 The patent 2433398 Russian Federation, MPK G 01 N 33/10. The method of the estimation bread quality of the wheat grain /
Fedotov V. A., Medvedev P. V.; the declarant and patent holder Orenburg state university # 2010143397/15; declared
22.10.2010; public. 10.11.2011, Bull. ? 31. # 8 p.
6 The patent 2442132 Russian Federation, MPK G 01 N 15/02, G 01 N 33/10. The method of the estimation of the wheat
hardness / Fedotov V. A., Medvedev P. V.; the declarant and patent holder Orenburg state university # 2010145551/28;
declared 09.11.2010; public. 10.02.2012, Bull. ? 4. # 8 p.
7 Laganire, R. OpenCV 2 Computer Vision Application Programming Cookbook / R. Laganire # Packt Publishing, 2011. # 304 p.
8 Fedotov, V. A. Software for forecasting technological wheat quality based on granulometric analysis / V. A. Fedotov, P. V.
Medvedev // Certificate government state registration of the program for PC. # 2011610605; the delivery date 09.11.2010_;
the register date. 11.01.2012 # public. 2012.
9 Parker, J. R. Algorithms for Image Processing and Computer Vision / J. R. Parker # Wiley # 2 edition, 2010. # 504 p.
10 Haykin, S. Artificial neural network: full course / S. Haykin. # M.: «Williams», 2006. # 1104 p.
214
??????? ??? ?3 (152)/????`2013
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
248 Кб
Теги
измерительные, пшеницы, потребительских, информационные, система, pdf, свойства, определение
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа