MỤC LỤC

Lời cảm ơn 1

MỤC LỤC 2

Chương 1 2

GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHÂN LOẠI CÀ PHÊ BẰNG MÀU SẮC 2

1.1 Tính cấp thiết của dự án. 2

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước. 2

1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước. 2

1.4 Tổng quát hoạt động của một máy phân loại cà phê hạt bằng màu sắc. 2

Chương 2 2

CƠ SỞ VỀ XỬ LÝ ẢNH 2

2.1 Giới thiệu chung về xử lý ảnh. 2

2.2 Khái niệm cơ sở xử lý ảnh 2

2.2.1 Các thiết bị thu nhận ảnh. 2

2.2.2 Những khái niệm cơ sở về xử lý ảnh 2

2.2.3 Không gian màu. 2

2.2.4 Những định dạng của ảnh. 2

Chương 3 2

ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH TRONG HỆ THỐNG MÁY PHÂN LOẠI MÀU SẮC 2

3.1 Nguyên tắc hoạt động của hệ thống phân loại cà phê theo màu sắc. 2

3.1.1 Lọc trung bình. 2

3.1.2 Bộ chuyển đổi RGB sang HSV. 2

3.1.4 Lọc nhiễu. 2

3.1.5 Quyết định vị trí hạt xấu. 2

3.2 Cài đặt thuật toán. 2

3.2.1 Bộ lọc trung bình. 2

3.2.2 Chuyển đổi không gian màu từ RGB sang HSV. 2

3.2.3 Phân ngưỡng. 2

3.2.4 Lọc nhiễu. 2

3.2.5 Quyết định vị trí hạt xấu. 2

3.3 Nhận xét kết quả đạt được giữa hai hệ thống nhận dạng cà phê hạt bằng màu sắc của IMI và của ta thực hiện. 2

Chương 4 2

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 2

4.1 Kết luận về thuật toán phân biệt màu sắc. 2

4.2 Một số hướng phát triển trong tương lai. 2

TÀI LIỆU THAM KHẢO 2

Chương 1

GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHÂN LOẠI CÀ PHÊ BẰNG MÀU SẮC

1.1 Tính cấp thiết của dự án.

Hiện nay, nhu cầu về thiết bị phân loại sản phẩm ở dạng hạt là rất lớn, đặc biệt trong lĩnh vực nông sản, thực phẩm như gạo, cà phê ...

Do không có thiết bị phân loại các sản phẩm theo màu sắc nên chất lượng sản phẩm của Việt Nam khi đưa ra thị trường thường có chất lượng thấp dẫn đến giá thấp và không có tính cạnh tranh. Với khoảng 500.000 ha canh tác, Việt Nam đạt sản lượng 1 triệu tấn cà phê mỗi năm và đang dẫn đầu thế giới về xuất khẩu cà phê. Tuy nhiên, cà phê Việt Nam chưa có sức cạch tranh so với cà phê thế giới do tỷ lệ những hạt lỗi quá lớn làm cho chất lượng hạt cà phê giảm đáng kể. Để tăng sức cạch tranh, đảm bảo chất lượng cà phê theo tiêu chuẩn quốc tế, chúng ta cần phải có quá trình sàng lọc các hạt cà phê không đủ tiêu chuẩn. Vì vậy, việc nghiên cứu máy nhận dạng màu sắc và chỉ ra vị trí của hạt xấu để loại bỏ chúng là việc làm cần thiết cho nhu cầu thực tế hiện nay.

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước.

Kỹ thuật phân loại sử dụng các sensor quang đã bước đầu được thực hiện ở Việt Nam từ đầu những năm 90 tại các trung tâm nghiên cứu lớn như Viện Máy và dụng cụ công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội …Tuy nhiên, kỹ thuật và thiết bị phân loại chỉ có thể ứng dụng cho các đối tượng có màu sắc rõ ràng, di chuyển chậm theo tốc độ và mật độ hoàn toàn xác định trước. Việc nghiên cứu kỹ thuật và thiết bị phân loại đối tượng có màu không rõ ràng di chuyển nhanh với mật độ lớn như các loại vật liệu rời và nông sản thực phẩm dạng hạt thì vẫn chưa được quan tâm đúng mức.

Được sự hỗi trợ của bộ công nghiệp cùng với sự hợp tác của các đơn vị thuộc Tổng Công ty cà phê Việt Nam. Máy phân loại cà phê đầu tiên của Việt Nam OPSOTEC 5.01A là sản phẩm của đề tài đã được đưa vào sử dụng trong lĩnh vực chế biến cà phê tại Công ty Xuất nhập khẩu Cà phê II, Nha Trang.

1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước.

Kỹ thuật phân loại vật liệu rời và thực phẩm dạng hạt được nghiên cứu ứng dụng trên thế giới từ những năm 70. Các thế hệ phân loại đầu tiên sử dụng sensor quang rời rạc (photodiodes) để nhận thông tin màu sắc, đồng thời xử lý các thông tin này bằng các thiết bị tương tự. Nguyên tắc phân loại kiểu này tuy bước đầu đáp ứng yêu cầu thị trường phân loại sản phẩm nhưng bộc lộ nhiều nhược điểm: hệ thông phân loại cồng kềnh, năng suất phân loại thấp, sai số lớn, độ linh hoạt không cao, rất khó khăn khi thay đổi đối tượng phân loại.

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật quang, các thế hệ đo – thu nhận tín hiệu màu sắc ngày càng đạt độ chính xác cao, tích hợp ngày càng chặt chẽ, gọn nhẹ, trong đó đặc biệt đáng kể là thiết bị quét quang học dựa trên CCD ( Charge Coupled Devides). Các camera quang số kết hợp với kỹ thuật thu nhận – xử lý hình ảnh bằng máy tính đã mở ra bước ngoặt mới cho cho thiết bị phân loại sản phẩm: kết cấu máy hết sức gọn nhẹ, độ chính sác cao, linh hoạt khi thay đổi đối tượng phân loại. Nguyên tắc phân loại nhờ camera quang số đã được hầu hết các hãng lớn trên thế giới như Allen, Delta(Mỹ), Sortex (Anh), Satake (Nhật bản) … ứng dụng và phát triển cho đến ngày nay.

Với thành tựu to lớn trong tất cả các thiết bị điều khiển liên quan đến thiết bị phân loại như kỹ thuật ánh sáng, kỹ thuật –thiết bị camera, kỹ thuật xử lý phân tích màu, thiết bị số, vi xử lý và máy tính, các thiết bị phân loại vật liệu rời dạng hạt ngày nay đã đạt được tốc độ cao, đến hàng trục triệu sản phẩm mỗi giờ, đạt độ chính xác 0-0.2% và cho phép phân loại sản phẩm có kích thước nhỏ đến 1mm. Với các tính năng trên, thiết bị phân loại đã được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết lĩnh vực phân loại vật liệu rời như quặng, đá các loại, thủy tinh, nhựa tái chế … cũng như sản phẩm dạng hạt trong lĩnh vực chế biến nông sản thực phẩm như rau, đậu, các loại hoa quả, gạo, cacao, cà phê …Sau đây là hình ảnh của một số máy của một số hãng nổi tiếng đã bán trên thị trường: