生姜以肉质根供食，因含特殊的香味，可做香辛调料。亦可加工成姜干、姜片、姜粉、姜汁和姜酒，除此以外还可作香料和药材。生姜经去皮、切片、加热烘干后制作成脱水姜片(物料)。脱水姜片不仅内销还可供出口，出口则要求干爽清洁、色白微黄、无红黑杂色、表面光滑，形状完整，味香辣，无虫口。因此，脱水姜片在进行深加工前，要进行分选，去除不合格品和杂质，保证产品品质。目前主要采用人工方法进行分选，人工分选时受到多方面的影响，例如人的视觉疲劳、工作状态、环境因素等，分选的质量与效率不稳定，且劳动力成本高。因此，改变脱水姜片的人工分选方式成为企业发展的当务之急，研制用于脱水蔬菜在线分选的计算机视觉在线检测系统是一条很有发展前景的新途径。本研究将计算机视觉技术应用于脱水姜片的在线分选，研制出一套实时在线分选系统，在生产流水线上实时检测并分选出不合格脱水姜片。设备硬件系统按照不同的功能设计为三大部分：1)进料机构和输送机构：负责物料传输；2)计算机图像处理机构：利用图像传感器获取目标物的图像，用计算机进行分析，同时完成对目标体的大小、形状、颜色、表面缺陷等特性检测，并将检测结果信息发送给分选机构；3)机械分选机构：根据接收到的延时时间和位控信号，即每帧图像处理、分析后所得到的不合格姜片的位置坐标信息，适时打开对应坐标点的电磁阀，相应的喷口喷射出高压空气，将不合格姜片清除到不合格品接收箱。而没有受力的合格姜片按照原来的抛物线轨迹运动，最终到达合格品接收箱，从而完成脱水姜片的分选。软件设计包含软件系统总体流程设计和图像处理算法设计。整个软件系统流程设计采用多线程技术和双缓冲技术。1)多线程技术：程序主线程即用户线程，主要支持用户操作，比如响应键盘鼠标等，辅助线程则在一帧图像周期内主要完成图像的采集、处理和分析工作，并将分析数据发送给分选机构。2)双缓冲技术：动态序列图像的采集与处理是紧密相关的步骤，图像处理模块在处理图像前需要等待摄像头完成一帧图像的采集工作。本研究采用双缓冲技术使程序处于不断的图像处理、分析过程中，消除了图像处理前的等待状态。图像处理算法包括1)背景去除：脱水姜片颜色信息丰富，形状各异，且具有一定空间结构，讨论了不同颜色空间中的不同颜色分量，选择了合理的颜色分量作为背景色，采用固定阈值法从背景中分离出整块姜片区域；利用不同等级脱水姜片在颜色信息上的差异，快速而准确地从整块姜片区域中提取出不合格姜片区域；2)噪声去除：针对去除背景后的图像上仍存在一些噪声，采用了一些快速而稳定的去噪声方法。3)图像分析：主要指目标体特征参数的提取，包括位置参数、面积参数和重心参数等，以及目标匹配和定位。目标匹配的目的是为了寻找到不合格姜片区域所在的整块姜片区域，再以整块姜片区域的重心进行定位，精确计算出每帧图像的位控信号和延时触发时间，提高分选的准确性。系统设计的技术指标为分选出的成品姜片中不合格姜片的含量小于5％，不合格姜片中夹带好的姜片小于10％。实验结果表明，分选出的合格姜片中含有不合格品为4.5％，不合格姜片中含有合格品为8.4％，达到预定指标要求。目前，计算机视觉在线检测技术在脱水蔬菜自动分选中的研究大多处于理论阶段，在实际生产中的应用报道比较少。本研究开发的脱水姜片在线检测系统功能齐全，人机交互界面友好，操作方便、快捷，分选速度和精度达到预定指标，可望在实际生产过程中代替人工分选，为实现传统农业装备的智能化、促进现代农业发展起到积极作用。