[發明專利]一種水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統及方法

有效

• 申請號: 201410828205.9
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104596932A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 鄭文剛;董大明;矯雷子;鮑鋒;李文龍;趙賢德;郎筠
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/95;G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

1.一種水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，包括控制單元(10)及在控制單元(10)的一側依次設置的焦平面探測器(9)、旋轉輪(7)、反射鏡系統及黑體；所述反射鏡系統用于對待測水果形成可變化的監測視場；所述黑體設置在待測水果的周圍且處于監測視場的范圍內；所述旋轉輪(7)上設有偏振片(5)和通孔(6)，所述旋轉輪(7)帶動偏振片(5)和通孔(6)在所述反射鏡系統的鏡頭前切換；所述焦平面探測器(9)與控制單元(10)連接，用于獲取監測視場內的熱紅外圖像并反饋至控制單元(10)。

2.根據權利要求1所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，還包括與旋轉輪(7)連接的驅動單元(8)，所述驅動單元(8)用于驅動旋轉輪(7)在所述反射鏡系統的鏡頭前旋轉；所述控制單元(10)與驅動單元(8)連接，用于控制所述驅動單元(8)的啟閉。

3.根據權利要求2所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，所述偏振片(5)的數量為多個，且每個偏振片(5)的偏振角度不同。

4.根據權利要求3所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，所述偏振片(5)與通孔(6)分別沿旋轉輪(7)的徑向均勻布置。

5.根據權利要求4所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，所述偏振片(5)的數量為五個。

6.根據權利要求1所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，所述反射鏡系統包括主鏡(4)和副鏡(3)，所述主鏡(4)位于靠近所述旋轉輪(7)的一側，在主鏡(4)的中心處設有穿孔；所述副鏡(3)與主鏡(4)同軸設置；所述主鏡(4)用于將待測產品的入射光線反射至副鏡(3)上，所述副鏡(3)用于將主鏡(4)反射來的光線再次反射進入所述穿孔內以形成監測視場。

7.根據權利要求6所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，所述主鏡(4)使用球面鏡，靠近副鏡(3)的一側為凹面；所述副鏡(3)使用凸面鏡，靠近主鏡(4)的一側為凸面。

8.根據權利要求1所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取系統，其特征在于，所述黑體包括第一黑體(1)和第二黑體(2)，所述第一黑體(1)位于待測水果的一側，所述第二黑體(2)位于待測水果的另一側。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過反射鏡系統對待測水果的監測視場進行調整；

S2、將不同溫度的黑體置于待測水果的周圍且處于監測視場的范圍內；

S3、通過旋轉輪使通孔及偏振片在反射鏡系統的鏡頭前切換；

S4、利用焦平面探測器獲取原始熱紅外圖像和偏振熱紅外圖像；其中，原始熱紅外圖像為焦平面探測器在通孔切換至鏡頭前時所獲取的圖像，偏振熱紅外圖像為焦平面探測器在偏振片切換至鏡頭前時所獲取的圖像；

S5、通過控制單元將獲取的偏振熱紅外圖像加權平均后，結合原始熱紅外圖像及黑體實時標定技術對圖像進行邊緣提取，從而得到待測水果不同腐敗程度的邊緣及溫度分布。

10.根據權利要求9中所述的水果腐敗區域的熱紅外圖像提取方法，其特征在于，步驟S1通過調節主鏡和副鏡之間的距離對待測水果的監測視場進行調整。