[實(shí)用新型]一種基于圖像與光譜信息融合的肉品在線無損檢測(cè)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920117340.7
• 申請(qǐng)日: 2009-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN201392319Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成芳;廖宜濤;應(yīng)義斌;伍學(xué)千;樊玉霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;G01N21/17;G01N15/08;G01N33/12;G06T1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種針對(duì)農(nóng)畜產(chǎn)品的在線檢測(cè)裝置，特指基于圖像和光譜信息融合的肉品品質(zhì)在線無損檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

肉及肉制品是人類的主要食物來源之一。隨著消費(fèi)水平的提高，肉類產(chǎn)品的品質(zhì)已引起了消費(fèi)者廣泛重視；肉類加工企業(yè)為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在激烈的市場競爭中獲得較強(qiáng)的競爭力，對(duì)原料肉和加工半成品進(jìn)行品質(zhì)監(jiān)測(cè)與控制，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行按質(zhì)分類定價(jià)，以最大化產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

傳統(tǒng)的肉品品質(zhì)檢測(cè)是采用人工感觀評(píng)定方法和化學(xué)分析方法。人工感觀評(píng)定需要經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的評(píng)價(jià)人員，評(píng)價(jià)結(jié)果主觀性強(qiáng)，可重復(fù)性差，進(jìn)行大批量的在線檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度大；化學(xué)分析方法是經(jīng)過化學(xué)方法進(jìn)行破壞性檢測(cè)，步驟繁瑣，檢測(cè)結(jié)果依賴操作人員的技術(shù)水平與熟練程度，不適用于實(shí)際生產(chǎn)過程中的在線檢測(cè)。

機(jī)器視覺技術(shù)通過各種成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息采集，由計(jì)算機(jī)利用圖像處理技術(shù)來提取和解釋采集對(duì)象的特征，結(jié)合各種模式識(shí)別算法，可以對(duì)對(duì)象進(jìn)行定量、定性的描述與分類，在農(nóng)畜產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用機(jī)器視覺技術(shù)可以對(duì)肉品的顏色、紋理分布、形狀大小、骨頭等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，更進(jìn)一步的分析處理還可以對(duì)肉品的pH值、彈性、嫩度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。光譜分析技術(shù)是一種對(duì)農(nóng)畜產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測(cè)的有效方法，它利用農(nóng)畜產(chǎn)品對(duì)光的吸收、散射、反射和透射等特性確定農(nóng)畜產(chǎn)品品質(zhì)；利用光譜檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)肉類產(chǎn)品的化學(xué)組分，pH值，及嫩度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

這類基于農(nóng)畜產(chǎn)品光學(xué)特性的無損檢測(cè)技術(shù)速度快、準(zhǔn)確，不受主觀人為影響，國內(nèi)外研究者都展開了大量的研究，但主要是利用圖像信息或用光譜信息對(duì)肉產(chǎn)品以單個(gè)指標(biāo)來進(jìn)行分級(jí)，不能對(duì)肉類產(chǎn)品的內(nèi)外多個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。肉類產(chǎn)品品質(zhì)復(fù)雜，而且其質(zhì)量與其用途有關(guān)，應(yīng)由其內(nèi)部和外部的多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)定。因此利用樣品的圖像和光譜兩方面的信息，利用具有互補(bǔ)性質(zhì)的信息拓展品質(zhì)檢測(cè)的寬度，利用具有冗余性質(zhì)的信息提高品質(zhì)評(píng)價(jià)的精度，對(duì)肉類產(chǎn)品的內(nèi)外指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，利用決策層信息融合，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的品質(zhì)要求體系，對(duì)肉品品質(zhì)進(jìn)行全面精確的評(píng)定進(jìn)行分類分級(jí)，對(duì)于優(yōu)化肉類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、提高肉類產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益、保障居民消費(fèi)權(quán)益和食品質(zhì)量有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于圖像與光譜信息融合的肉品品質(zhì)在線無損檢測(cè)裝置。通過在線采集肉品的圖像信息與光譜信息，對(duì)獲得的信息利用圖像處理技術(shù)和光譜分析技術(shù)進(jìn)行特征提取，獲得表征肉品指標(biāo)的特征信息，建立各測(cè)定指標(biāo)的基于圖像特征的、基于光譜特征的和基于圖像與光譜的特征層數(shù)據(jù)融合的定量預(yù)測(cè)模型，利用定量預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行決策層數(shù)據(jù)融合，對(duì)肉品進(jìn)行在線檢測(cè)評(píng)價(jià)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

包括傳送帶、光譜采集室、圖像采集室、攝像機(jī)掛接橫梁、成像光源、攝像機(jī)、Y型光纖、光譜儀、光譜光源、數(shù)據(jù)處理PC、兩個(gè)光電傳感器、電機(jī)、傳送帶支架。攝像機(jī)固定在圖像采集室正中間的攝像機(jī)掛接橫梁上，攝像機(jī)的四周安裝成像光源，第一光電傳感器固定在攝像機(jī)下方的圖像采集室側(cè)壁，放置肉品的傳送帶位于攝像機(jī)下方并穿過圖像采集室，電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶上方安裝光譜采集室，第二光電傳感器固定在光譜采集室側(cè)壁，肉品進(jìn)入光譜采集室，第二光電傳感器檢測(cè)到樣品，發(fā)送信號(hào)給光譜儀，光譜儀采集經(jīng)Y型光纖傳輸?shù)墓庾V信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理PC，肉品連續(xù)傳送進(jìn)入圖像采集室，第一光電傳感器檢測(cè)到的信號(hào)給攝像機(jī)，采集肉品的圖像信息接至數(shù)據(jù)處理PC。

一種基于圖像與光譜信息融合的肉品品質(zhì)在線無損檢測(cè)的方法：

實(shí)時(shí)采集肉品圖像信息和光譜信息，進(jìn)行信息融合處理，對(duì)肉品的綜合品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，其具體步驟如下：

1)建立在線檢測(cè)模型：

根據(jù)肉品品質(zhì)指標(biāo)的要求，確定檢測(cè)指標(biāo)以及各指標(biāo)的權(quán)重，建立質(zhì)量評(píng)定體系；在線采集肉品的圖像和光譜信息，利用圖像處理技術(shù)和光譜分析技術(shù)對(duì)獲得的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提取表征待檢測(cè)指標(biāo)的特征信息；離線對(duì)肉品進(jìn)行各指標(biāo)的理化測(cè)試；利用提取的光譜與圖像特征信息與測(cè)試的各指標(biāo)實(shí)際值，建立基于圖像的、基于光譜的、或圖像與光譜特征層融合的品質(zhì)定量預(yù)測(cè)模型；結(jié)合建立的質(zhì)量評(píng)定體系，進(jìn)行決策層融合處理，建立基于圖像與光譜信息融合的肉品品質(zhì)在線檢測(cè)模型；

2)進(jìn)行在線檢測(cè)：

在線檢測(cè)時(shí)，待測(cè)肉品圖像信息和光譜信息被實(shí)時(shí)采集后由建立的肉類產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)模型對(duì)輸入的圖像和光譜信息進(jìn)行處理，提取特征，由單一肉品品質(zhì)定量預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，由決策層數(shù)據(jù)融合模型對(duì)肉品品質(zhì)進(jìn)行在線質(zhì)量分級(jí)評(píng)定。