Влияние соотношения размеров частиц измельченного зерна на качество сегментации изображения
Автор: Булатов С.Ю., Крестников В.Г., Малышев Г.С., Герасимов Е.А., Кудряшов Д.А.
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Агроинженерия
Статья в выпуске: 2 (62), 2026 года.
Бесплатный доступ
С целью лучшей усвояемости зерновые предварительно измельчают. Соответствие измельченного зерна требованиям ГОСТ проводят, рассевая его и определяя гранулометрический состав с помощью гравиметрического способа. Нами разработан способ оценки гранулометрического состава измельченного зерна, основанный на анализе его изображения методом управляемого водораздела. Метод позволяет различать на изображении даже соприкасающиеся зёрна, что крайне важно при гранулометрическом анализе смесей с высокими концентрациями компонентов. Из-за наличия в пробах зерна частиц с существенным разбросом размеров необходимо провести оценку влияния соотношения размеров частиц измельченного зерна на качество сегментации изображения, чему и посвящена работа. Для этого с сит с диаметрами отверстий от 0,2 до 3 мм отбирали частицы измельченного зерна и раскладывали на листе ватмана в ряды в соответствии с их размерами. Далее осуществлялось фотографирование и определение линейных размеров частиц с помощью разработанной программы. Для фототехники с указанными в статье характеристиками определены минимально допустимые размеры частиц, при которых достигается успешная сегментация. Путем численного эксперимента установлены соотношения между частицами, при которых сегментация успешно реализуется для всех компонентов, представленных на изображении. Отдельно для частиц, чьи размеры выходят за границы точности метода, рассчитаны диаметры Ферета, а также их площади: полученные результаты существенно отличаются от истинных значений, связано это с малым числом пикселей, приходящихся на малые компоненты. Предложены способы, которые в дальнейшем помогут обеспечить приемлемую точность измерений даже для таких частиц.
Гранулометрический состав, диаметр, измельченное зерно, изображение, качество распознавания, метод водораздела, размер, рассев, сегментация, частица
Короткий адрес: https://sciup.org/142248298
IDR: 142248298 | УДК: 631.3
The effect of the particle size ratio of the crushed grain on the quality of image segmentation
For the purpose of better digestibility, the grains are pre-ground. The compliance of the crushed grain with the requirements of GOST is carried out by sieving it and determining the granulometric composition using the gravimetric method. We have developed a method for estimating the granulometric composition of crushed grain based on the analysis of its image using the controlled watershed method. This method allows you to distinguish even touching grains in the image, which is extremely important in the granulometric analysis of mixtures with high concentrations of components. Due to the presence of particles with a significant size variation in grain samples, it is necessary to evaluate the particle size ratio of the crushed grain on the quality of image segmentation, which is what the work is devoted to. To do this, particles of crushed grain were taken from sieves with hole diameters of 0.2 to 3 mm and laid out on a sheet of paper in rows according to their size. Next, photographing was carried out, and the linear particle sizes were determined using the developed program. For photographic equipment with the characteristics specified in the article, the minimum allowable particle sizes have been determined, at which successful segmentation is achieved. Numerical experiment has established the relations between the particles, in which segmentation is successfully implemented for all components represented in the image. Separately, for particles which sizes exceed the limits of the method accuracy, the Feret diameters and their areas were calculated: the results obtained differ significantly from the true values, due to the small number of pixels per small component. Methods are proposed that will further help to ensure acceptable measurement accuracy even for such particles.
