140DAI54000 基于視頻的國家儲備糧自動監管與稽核系統的技術核心是通過計算機系統對糧庫場景圖像的自動分析與識別，精確得到糧庫的糧食總數量，以彌補現行人工監管方式的缺陷，杜絕虛庫、虛報貼息等現象，以滿足管理部門對儲備糧自動監管與稽核的管理需求。
儲備糧庫中的糧袋是從底層向頂層逐層地累加立體式堆放，形成一個大立方體式結構，如圖1（a）所示。在攝像器材所捕捉到的圖像中，這個大立方體有三個面：頂面和兩個側面。由于光照和堆放方式的影響，在視頻圖像中，糧袋表面不同地方的灰度值會有很大差別，糧袋的中心區域會比較亮，而周邊區域會比較灰暗，因此在視覺上，人們看到的糧袋邊界呈現出一個近似的橢圓形。而每一個糧袋在視頻圖像中均能看見三個不同的面，所以會形成三類不同的橢圓。如果能精確地識別大立方體三個面上有多少個橢圓，那么就能識別出糧袋的數量，而每袋糧食的重量是固定且已知的，由此可以得到整個立方體糧堆的數量，因此，袋裝糧數量識別就是對圖像中橢圓數量的識別。所以對袋裝糧的儲備糧倉的糧食數量識別的關鍵就是找到一種快速、準確、有效的橢圓形狀的提取與描述方法，以確保能夠對每一袋糧食進行精確的識別。
橢圓邊界處理與描述主要包括邊界定位和描述兩個方面，本文采用一種改進的Laplace算子和邊界方向鏈碼來對袋裝糧圖像進行邊緣檢測和描述，針對所檢測出的橢圓邊界有少量不完全閉合的問題，采取數學形態學的閉合操作來修補連接邊界的缺口。試驗證明，改進的Laplace算子和邊界方向鏈碼對袋裝糧邊界分割和描述具有較高魯棒性，能取得較好的效果。
1 糧袋邊緣提取
邊緣是指圖像中周圍像素灰度差有強烈反差的那些像素的集合，它廣泛存在于目標與目標之間、目標與背景之間。圖像邊緣是圖像最重要的特征之一，是圖像分割、紋理特征和形狀特征等圖像分析的重要依據。具體到袋裝糧圖像，邊緣描述了糧袋的形狀信息，而形狀信息正是識別和分析糧袋橢圓邊緣的依據，所以對袋裝糧圖像進行處理的首要工作就是糧袋邊緣檢測。
在數字圖像中，邊緣點和噪聲點均屬于圖像中灰度突變點，因此在邊緣檢測中，邊緣定位能力和噪聲抑制能力是相互矛盾的，有的算法邊緣定位能力比較好，有的算法抗噪聲能力比較強，每種算法都有各自的優缺點。參考文獻針對袋裝糧圖像的特點，對現有的Laplace邊緣檢測算子的模板進行了適當的改進，通過設置更加合理的Laplace模板權值參數，提高了袋裝糧圖像邊緣檢測的精度，所檢測到的邊緣信息更加豐富和清晰，檢測效果如圖1（b）所示。
在對袋裝糧圖像邊緣檢測過程中，所選擇的邊緣檢測算法既要精確定位邊緣，又要使所檢測的邊緣盡量是封閉的曲線，以便于邊界描述和特征的提取。實驗結果顯示，盡管改進的Laplace算子具有較好的檢測效果，但是所得到的邊緣依然不是完全閉合的，且存在大量虛假邊緣，這使得邊界描述將無法進行。其原因：（1）該幅圖像的對比度較低；（2）該幅圖像比較復雜，目標體較多。因此，單純的依靠邊緣檢測算子是很難得到閉合的邊緣曲線。
自1964年Matheron提出了數學形態學以來，在經過以Meyer、Serra、Sternberg為代表的眾多學者的努力下，形態學方法已經成為非線性圖像處理中的一種重要手段。數學形態學通過選取合適的結構元素（探針）實現目標特征提取，其基本運算有：膨脹、腐蝕、開啟和閉合。其中開啟和閉合運算是由基本運算（膨脹和腐蝕）組合而成的復合運算。閉合運算可以去除區域中的小孔，填平狹窄的斷裂、細長的溝壑以及輪廓的缺口等，這正好適用于去除糧袋邊緣的缺口，使得檢測到的邊緣是閉合邊界。由于數學形態學是基于二值圖像進行操作的，所以在圖像預處理中需要加入二值化操作步驟。針對糧袋形狀的特點，本文選取橢圓形的結構元素對圖1（a）二值化后的結果進行數學形態學的閉合運算，再進行邊緣檢測，得到最終糧袋邊緣輪廓，如圖2所示。
2 糧袋邊界描述
對所需要識別的物體進行描述時，希望能使用一些比單個參數提供更豐富的細節信息，而又比用圖像本身更緊湊的方法來描述物體。圖像表示可以基于其內部特征，也可以基于其外部特征，由此可將圖像的描述分成邊界描述（如鏈碼、邊界分段等）和區域描述（如四叉樹、骨架等）兩大類。通常，邊界描述較為關心的是圖像中區域的形狀特征，而區域描述則傾向于反映區域的灰度、顏色、紋理等特征。在袋裝糧自動識別中，關注的是糧袋的形狀，因此，本文選擇邊界描述法來描述糧袋邊緣。
140DAI54000
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Force10 Networks LC-ED-RPM Route Processor Module RJ-45
IL Lab ACL Futura Automated Blood Coagulation Analyzer
EMC Symmetrix 3630 32-Slot 1.1TB HDD Network Storage
Brooks Automation ATM Wafer Robot Controller Module
Electroglas 2010-CX Wafer Prober TC2000 Temp Controller
IBM 3623-2SX SCSI/LVD Tape Auto-Loader Storage Library
Cisco MGX-8220 Edge Concentrator Switch w/2xBNM+2xASC
Rucker & Kolls 1032 Lab Automatic Wafer Prober Station
PPG Biomedical EVR Polygraph Lie Detector Recording Sys
Busch RC0160-B032-1001 Vacuum Pump 117CFM 7.5HP 230V
NeoLaser AX Brain LV820IP Red Beam Laser Marker Leveler
Tyan Transport VX50-B4881 5U Server 4x AMD Opteron
Pack-A-Drum PAD-046 Manual Trash Deflator Compactor
Nikon NSR Interferometer Laser Power Supply w/Modules
Varian ProStar 330 PDA Photodiode Diode Array Detector
Microdyne 1400-MRA Telemetry Receiver 1415 1420 1458-D
Taylor-Wharton XL-240 Lab Cryogenic Liquid Storage Tank
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Groen HyPlus HY-6SG-24 Pressureless Steamer Kettle
Grass Valley 3000 3ME TV Video Controller/Switcher
Yamato GB-21 Pulvis Basic Fluid Bed Dryer+Controller
Perkin Elmer 200 LC Autosampler +Peltier Tray Motor
Perkin Elmer 200 LC Autosampler +Peltier Tray Control
Perkin Elmer 200 LC Autosampler +Peltier Motor Assy
LabLine 3471 Imperial-V Digital Gravity Convection Oven
BioLab/MedTec A2000-2 Autoblot 2000 Benchtop Processor
Abekas A82 Upstand Composite Video Switcher Control
Celmacs SMT-8700 Automatic Pick & Place Machine SMT8700
Dental-Ez VSA-R Lift/Tilt Dental Patient Exam Chair
‘07 Access Point AXS7000 Electric Power Wheelchair 6MPH
Beckman J2-21 Lab Refrigerated Centrifuge +JA-20 Rotor
Olympus Binocular CCD Lab Stereo Trinocular Microscope
Microdyne 1400-MR Telemetry Receiver 1415 1420 1458-D
Chiller Optimizer A/C Temperature Controller Panel HVAC
Nederman 663 Self-Contained Filterbox Dust Extractor
Comdel CPS-500 CLF-1000 Combo RF Power Generator 1500W
Force10 LC-EB-10GEL-2Y 2-Port 10GBE LAN/PHY Line Card
Force10 LC-EB-1GEFLX-12P 12-Port Gigabit SPF Line Card
Force10 LC-EC-10GEW-1Y 1-Port 10GBE WAN/PHY Line Card
Force10 LC-EC-1GEFLX-12P 12-Port Gigabit SPF Line Card
Force10 LC-EB-10GEL-1Y 1-Port 10GBE 10km LAN/PHY Card
Force10 LC-ED3-10GEL-1Y 1-Port 10-Gigabit LAN/PHY Card
Baldor D2010P 10HP 1750/2300RPM 240V DC Electric Motor
TermoTek P407 Recirculating Laser Liquid Chiller P400
Veeco MS-17AM Manual Vacuum Leak Detector w/Indicator
Perkin Elmer Applied Biosystems 7700 Sequence Detector
MovinCool Office Pro 12 2Speed Portable Air Conditioner
X-Cel AP-75 Podiatry/Podiatric Foldable X-Ray Unit
BOC Edwards TDF-01 Dry Pump Housing Control Box
Sun StorEdge L25 DLT/SDLT/LTO Autoloader Tape Library
Adept 550 CL SCARA CleanRoom Robot TableTop Robotic Arm
Motorized XYZ Precision Linear Stage Slide Assembly
Motorized Precision Linear XYZ Stage Slide Assembly
Apple Xserve RAID Server Storage Array 14 x 500GB A1009
Compaq 1.2TB FC Drive 48 disk Network Storage Array
LeCroy LW420A 2-Ch Arbitrary Waveform Generator 400Ms/s
Proxim Tsunami MP.11-R Wireless QuickBridge 5054-QB-US
Thermal Ultra Flex 350 Pulse DC Arc TIG MIG Welder
(3) Electroglas Wafer Prober Station Heated 6" Chuck
Unitek Miyachi Weld Sentry 2 Welding Control Monitor
Germfree BBF-2SSRX Lab SS Bio-Safety Cabinet Fume Hood
Crestron ADC-200BR Optical DVD Blu-Ray 200-Disc Changer
PowerFile ADC-200BR DVD Blu-Ray 200-Disc Media Changer
HP Agilent OMNIBER 717 37717C Communications Analyzer
Lambda Physik EMG-50E Lab UV Excimer Laser Power Supply
Varian 01008290-03 TWTA Tube Amplifier Power Supply
Varian VZU-6995F6-4MF 600W KU-Band RF Transmitter TWTA
VAT 021 MONOVAT Pneumatic Rectangular Vacuum Gate Valve
Osaka Lab Compound Turbo Molecular Vacuum Pump TG3213EM
NetApp DS14MK4/DS14-MK4-FC Drive Disk Shelf 1TB/14x72GB
California Instruments 1501TC 1.5KVA AC Power Source
HP Agilent 85081B Input Probe Module 100kHz-1GHz 8508A
Aladdin Temp-Rite Food Heat Activator Induction Warmer
Keithley 7152 4x5 Low Current Matrix Card for 7001 7002
Alcon Legacy 20000 Phaco Emulsifier Surgical Eye Sys.
Welbilt ICE-O-Matic EF450 SelfContained Flake Ice Maker
Applied Biosystems Tropix TR717 Microplate Luminometer
AMAT Nor-Cal Intellisys Vacuum Control w/4" Gate Valve
AMAT Ebara ET-150 ET150 Turbo Molecular Pump Controller
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Xycom 9460 10" Flat Panel LCD Operator PC Interface
TrippLite SU6K Unison Smart Online UPS Sys 6KVA 4200W
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Air Rover XL24 Portable Air Conditioner 27,400 BTU
Air Rover Portable Air Conditioner 27,400 BTU XL24
IBM 2105/F20 Enterprise DDM Storage Server w/Enclosure
PSB SYNCHRONY-TWO 300W Floor Tower Loudspeaker Speaker
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Pacific ScrubMaster 20B Walk-Behind Floor Scrubber
Fulcrum FM2224 24-Port 10-Gigabit CX4 Ethernet Switch
BAKER STERILGARD SG-400 4’ Bio Safety Cabinet Fume Hood
Sony HDM-14E5U 14" Color Video Monitor Evaluation Grade
Hanson Media-Mate Plus Lab Prep Dissolution System
GBC CombBind C800Pro Electric Punching Binding Machine
Kaeser AB550/AB-550 4HP AirBox Center Compressor FCS-35
Malcom PC-1TL Tabletop Digital Spiral Viscometer w/VS-3
DI NanoScope III Scanning Probe Microscope Controller
NuAire NU-425-400 II/A/B3 Lab Safety Cabinet Fume Hood
Unimet Unitron 8639 Inverted Metalograph Microscope
NEO Assist Vision AV-100 Color 20" Video Magnifier
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G5 Vibramatic Professional Therapy Massage System
Rockwell Goko Seiki 3R Hardness Tester Scale/Kg Weight
Precision Scientific DD-300 Rotary Vane Vacuum Pump
HP 9000 RP3410 A7136A 2U Server PA8800 800MHz/4GB/146GB
Abatement PAS-1200 HEPA-AIRE Portable Air Scrubber Unit
Wyko PX2.5 Interference Microscope Objective Lens P 2.5
OptiVu HDVD 201 Surgical Videoscopy Base Station Sys
Windsor Saber Walk Behind 20" Automatic Floor Scrubber
Thyssenkrupp SL47 Citia Stairway Lift- Chair+Controller
3x Brocade FC4 32Port 4GB Fiber Channel Blade SAN Parts
Hi-T Drive Motorized Precision Linear Stage Slide Assy
AMAT Ebara PWM-12m Turbopump Turbo Molecular Pump Cable
Steris 99A2 System 1 Processor Endoscope Sterilizer
Beckman BIOMEK Stacker Carousel +MS-710 Scanner/Printer
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Ingersoll-Rand 2545/2545E10 Air Compressor Motor/Pump
InvaCare Reliant 450 Patient Power Lift Lifter 450lb
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Neslab Recirculating Liquid Heat Exchanger 230V 2HP 3PH
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