煮糖结晶过程的建模极为复杂,通过测量罐内参数来间接控制煮糖结晶过程的方法很难在实际生产中应用。在实际的煮糖车间里,安排煮糖工人值守在煮糖罐旁,根据经验每隔一段时间就利用采样棒探入煮糖密封罐中抽取样本,将样本摊开在玻璃片上观察糖晶体颗粒数目、大小、形状、密度等来判断当前结晶状态和阶段,这是通过一种原始而直接的方法来控制结晶过程。本文绕开通过间接参数的测量或人工去车间现场操作来控制煮糖结晶过程的一般方法,利用专业显微设备以及计算机视觉一系列的相关理论和技术,对采集到的糖晶体图像进行处理、分析、检测和识别研究,代替人工观察、判断糖晶体颗粒的过程,获取并统计实时图像中晶体颗粒的数目、大小、形状等直接参数,实现对结晶状态的判断。本文针对糖晶体的特点利用或提出了一系列算法对晶体图像进行处理,主要研究工作如下:1、图像采集以及借助一系列的图像预处理技术减小甚至消除糖晶体的不利影响,增强晶体颗粒的主要特征。2、对于糖晶体图像普遍存在的晶体粘连现象,设计或利用相关算法,整合出一套粘连分割处理流程,包括角点检测、凹点筛选、孔洞标记、外轮廓凹点检测和内孔洞凹点检测、凹点匹配和粘连分割等,并进行了实验验证。3、糖晶体颗粒的识别,由两个方面组成,一是特征提取,二是颗粒识别和提取,设计算法利用特征数据及颗粒是否完整等信息来决定使用矩形或多边形进行拟合和提取操作。4、在全文对糖晶体图像处理研究的基础上,设计一套糖晶体图像的颗粒识别系统并提出了衡量系统性能的指标,即准确率和识别率,并利用样本图像的处理结果计算出相应数据,可以看出系统的可靠性和实用性较高。