水果分级

水果分级

1引言

我国是世界水果生产大国，自90年代初，水果总产量一直位于世界前列。据2 0 0 0 年的统计数据，我国的苹果、梨、桃、李的产量居世界第一，占世界总产量的比值分别高达36.69％、50.28%、27.05％、42. 32％，其中苹果的产量

最高，为6012.6 万吨。近10 年来，我国在水果产业有了长足的发展，但是，

近些年又陷入了一种低迷状态。究其原因：一方面，水果的消费比率占日常家

庭开支的比率在逐步上升，然而另一方面，人们对水果的品质要求也越来越挑剔。而在国际市场上，我国水果的前景也不容乐观。在美国、欧洲以及澳大利

亚等国家，除了在收获季节随摘随卖少量水果之外，绝大部分水果都必须经过

采后处理程序，否则不能成为商品。目前，我国水果采后处理能力不到水果总

量的5%，采后烂果率高达25% 。提高我国水果在国际市场的竞争力，强化采

后处理是关键。发达国家的经验告诉我们，水果产值的大部分是由采后处理和

加工创造出来的。而第一步，要对水果进行基本的分级。

2 原理

水果智能分级技术涉及计算机、CCD 技术、模式识别、数字图像处理、光学、数学、数学形态学、自动化、人工智能、视觉学、心理学、脑科学等众多学科。基于计算机视觉技术的水果外部品质分级是根据水果的大小、形状、颜色和表

面缺陷等外部品质特征进行的。

水果自动分级系统的关键问题是如何把苹果的整个表面快速呈现给机器视觉

系统并由计算机作出快速的处理、识别和判断。苹果的输送装置完成输送并把

水果整个表面呈现给摄像机, 当水果通过时, 要求视觉系统能快速摄取每个水果

的整个果面，要求视觉系统可同时采集苹果在可见光和近红外光谱范围内的图

像信息并送至计算机内存进行处理;图像处理分析软对在视场内的每个水果的形状、大小、色泽、表皮光洁度、表面缺陷、损伤等外观品质特征进行提取、分

析和判断，确定该水果的按国家标准分类的等级，并由位置传感器确定水果位

置的信息，然后通过控制模块将指令传递到水果分级系统中的分级执行机构，

使该水果在对应分类级别的位置落下，从而实现水果的分级。

系统子图如下

工作流程：

电机带轮传动使输送带运送水果，传送的速度由计算机控制。当水果经过光

电门时，与计算机连接的光电装置发出信号，计算机控制CCD摄像机工作。CCD线扫描摄像机可扫描水果的整个表面且形成图像，传送到计算机的图像处

理软件（Labview NI）。进行比对分析。计算机做出判断，发出指令给继电器。若水果不符合对比标准，则一号继电器工作，使水果流出系统;若水果符合，则

二号继电器工作，水果流向下一级。这样层层筛选，得到各个等级的水果。