[實用新型]基于多光譜成像技術的水果品質無損檢測系統

無效

• 申請號: 200720110403.7
• 申請日: 2007-05-29
• 公開（公告）號: CN201041553Y
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 何勇;邵詠妮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/952
• 分類號: G01N21/952;G01N21/27
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及利用光學手段來分析材料的系統，尤其是涉及一種基于多光譜成像技術的水果品質無損檢測系統。

背景技術

我國是世界水果生產大國，水果栽培歷史悠久，品種資料豐富。自1993年開始，我國果品總產量超過印度、巴西和美國，躍居世界首位。我國蘋果、梨分別占世界總產量的22.8％和36％，均居世界首位；柑橘占世界總產量的10％，僅次于巴西和美國，居世界第三。然而，我國水果儲藏能力只有10％，爛果率高達25％，優質果不到30％，高檔果不足5％。中國蘋果產量雖然居世界第一，但其出口量只占總產量的1.46％，與國際標準還有相當程度的差距。水果品質檢測技術也一直徘徊不前，科技含量低，面對入世后國外水果的沖擊，迫切需要提高我國的水果檢測技術，改善水果品質，增強水果產業的競爭力。

目前在國內，水果品質檢測的手段相對落后，絕大部分停留在靠人工感官進行識別判斷的原始階段，這種主觀評定方法受個人經驗、色彩分辨力、情緒、疲勞程度和光線等條件的影響，操作過程中勞動量大，生產效率低、誤差較大，而且大多數停留在定性判斷上，其客觀性、準確性較差，這在很大程度上導致了我國出口水果的外部質量較差，良莠不齊，在國際市場上缺乏競爭力，這使得提高我國水果的品質檢測水平成為當務之急。水果品質的無損檢測技術綜合運用了計算機和光電傳感器等高新技術，目前已引起了國內外相關領域的高度重視，特別是在農產品品質檢測中的應用，迄今為止已經出現了諸如聲學檢測、軟X射線檢測技術、光譜檢測技術、以及機器視覺等技術。

可見及近紅外多光譜成像技術是一種能夠同時采集可見光譜和紅外光譜等波段數字圖像并進行分析的技術。它結合了光譜分析技術(敏感波段提取)和計算機圖像處理技術的長處，同時可以彌補光譜儀抗干擾能力較弱和RGB圖像感受范圍窄的缺點。針對錯綜復雜的外部環境和形狀各異的水果缺陷及損傷，利用可見及近紅外多光譜成像技術，同時處理可見光譜和紅外光譜圖像中水果的顏色信息、形狀信息以及紋理等信息，對水果品質進行無損、快速、準確的檢測。

發明內容

本實用新型的目的在于提供了一種基于多光譜成像技術的水果品質無損檢測系統，應用可見及近紅外多光譜成像技術，可快速、準確地采集被測水果表面的可見及近紅外多光譜圖象信息，分析得到被測水果的各種缺陷及損傷，從而實現無損、快速的水果品質檢測系統。

本實用新型采用的技術方案是：

一、一種基于多光譜成像技術的水果品質無損檢測方法，該方法的步驟如下：

1)用可見及近紅外多光譜成像儀拍攝水果的外部并將數字化圖像信息實時上傳到計算機，其中，多光譜成像儀的近紅外圖像能將物體從背景中分離出來，便于圖像的分析處理；

2)用圖像處理技術進行圖像增強、圖像平滑、邊緣銳化、圖像分割、圖像識別等處理，提取出各種缺陷及損傷的圖像；

3)從各種缺陷及損傷的圖像中測量水果的外部信息，包括色度、亮度、飽和度顏色參數，并建立數學模型計算水果形狀特征參數，缺陷區域的面積、缺陷區域的伸長度參數；

4)以水果的外部特征參數建立評價水果外部品質的數學模型，并對模型進行優化改進，實現水果品質的計算機快速無損檢測。

二、一種基于多光譜成像技術的水果品質無損檢測系統：

包括可見及近紅外多光譜成像儀、圖像采集卡、計算機處理系統及數據庫和可調參數光源；可調參數光源發射光束照射于水果放置平臺上，可見及近紅外多光譜成像儀分別通過RS-232串口線及圖象采集卡數據線與經紅外多光譜成像儀連接，計算機上設有圖像分析處理軟件。

與背景技術相比，本實用新型具有的有益效果是：

(1)功能強大，可實現水果的各種缺陷及損傷的快速、準確、穩定、實時、非破壞性的診斷，并且做到盡可能地早期檢測；

(2)系統簡單，整個檢測系統只由一個可見及近紅外多光譜成像系統、一個圖像采集卡、一臺計算機和光源組成；

(3)使用方便，當測量系統的各組件都連接完畢后，最后的圖象采集分析工作通過圖像分析處理軟件完成。

附圖說明

圖1是本實用新型系統框圖；

圖2是本實用新型系統的軟件流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括可見及近紅外多光譜成像儀、圖像采集卡、計算機處理系統及數據庫和可調參數光源；可調參數光源發射光束照射于水果放置平臺上，可見及近紅外多光譜成像儀分別通過RS-232串口線及圖象采集卡數據線與經紅外多光譜成像儀連接，計算機上設有圖像分析處理軟件。