Булатов Сергей Юрьевич, доктор техн. наук, доцент, профессор кафедры «Технические системы и технологии»
ул. Октябрьская, 22, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340
Sergey Yu. Bulatov, PhD in Engineering, Associate Professor, Professor of the Department of Technical Service
Oktyabrskaya str., 22, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340
Крестинков Василий Георгиевич, аспирант, ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет»
ул. Октябрьская, 22, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340
Vasily G. Krestinkov, Postgraduate Student
Oktyabrskaya str., 22, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340
Малышев Григорий Сергеевич, инженер-конструктор
Бурнаковский проезд, 15, г. Нижний Новгород, 606340
Grigory S. Malyshev, Design Engineer
Burnakovsky Proezd, 15, Nizhny Novgorod, 606340
Тареева Оксана Александровна, кандидат техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технические системы и технологии»
ул. Октябрьская, 22, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340
Oksana A. Tareeva, PhD in Engineering, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technical Systems and Technologies
Oktyabrskaya str., 22, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340
Шамин Анатолий Евгеньевич, доктор экон. наук, профессор, профессор кафедры «Экономика и автоматизация бизнес-процессов»
ул. Октябрьская, 22, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340
Anatoly E. Shamin, DSc in Economics, Professor, Professor of the Department of Economics and Automation of Business Processes
Oktyabrskaya str., 22, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340
Определение гранулометрического состава измельченного зерна имеет важное значение при кормлении сельскохозяйственных животных и птицы. Традиционно применяется ситовой метод определения гранулометрического состава. С развитием современных цифровых технологий появилась возможность определения гранулометрического состава зерна без использования специальных рассевов. Предложен способ, позволяющий определить размеры частиц измельченного зерна с применением цветовой кластеризации и морфологической сегментации. Но данный способ не решает проблемы наложения частиц, когда несколько соприкасающихся компонентов воспринимаются как одна большая частица, что в конечном итоге влияет на конечный результат анализа и дает серьезную погрешность относительно традиционного способа рассевом. В связи с этим было решено усовершенствовать способ путём дополнительного анализа изображения методом водораздела. В статье представлены результаты оценки размеров частиц измельченного зерна при их пересечении и наложении друг на друга. Методика определения размеров заключалась в реализации следующих операций: получение изображения; энтропийная фильтрация полутонового изображения; вычисление среднего значения цвета для каждого цветового кластера изображения; построение уточнённой бинарной маски; вычисление градиентного представления изображения с зёрнами; вычисление маркеров переднего плана изображения; вычисление фоновых маркеров; удаление из градиентного представления изображения всех локальных минимумов яркости вне построенных маркеров; применение метода водораздела; определение площади и максимального диаметра Ферета и сортировка всех областей по размеру. В результате анализа изображений частиц измельченного зерна по предложенной методике построены гистограммы распределения частиц по их площадям и длинам. Выявлена сложность оценки размеров измельченного зерна существующими классическими методами и установлено, что метод водораздела дает достаточно высокую погрешность (около 32 %) при определении площади частиц, но может быть применен при определении линейных размеров частиц, через которые можно выразить их эквивалентный диаметр.
The determination of the granulometric composition of ground grain is of great importance when feeding farm animals and poultry. The sieve method of determining the granulometric composition is traditionally used. With the development of modern digital technologies, it has become possible to determine the granulometric composition of grain without using special sieves. We have proposed a method for determining the particle sizes of crushed grain using color clustering and morphological segmentation. However, this method does not solve the problem of particle overlap, when several contacting components are perceived as one large particle, which ultimately affects the final result of the analysis and gives a serious error relative to the traditional sieving method. In this regard, it was decided to improve the method by additional image analysis using the watershed method. The article presents the results of estimating the particle sizes of crushed grain when they intersect and overlap each other. The sizing technique consisted in the implementation of the following operations: image acquisition; entropy filtering of a grayscale image; calculation of the average color value for each color cluster of the image; construction of a refined binary mask; calculation of the gradient representation of the image with grains; calculation of foreground markers; calculation of background markers; removal from the gradient representation of the image all local brightness minima outside the constructed markers; application of the watershed method; determination of the area and maximum diameter of the Feret and sorting of all areas by size. As a result of the analysis of images of crushed grain particles, histograms of the particle distribution by their areas and lengths were constructed according to the proposed method. The complexity of estimating the size of crushed grain by existing classical methods has been revealed and it has been established that the watershed method gives a sufficiently high error (about 32 %) in determining the particle area, but can be used to determine the linear particle sizes through which their equivalent diameter can be expressed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.