[發明專利]一種基于高光譜圖像技術進行淀粉中順丁烯二酸的無損檢測方法

有效

• 申請號: 201810060939.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108387530B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 黃敏;朱啟兵;郭亞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G06T7/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種基于高光譜圖像技術進行淀粉中順丁烯二酸的無損檢測方法，其特征在于以下步驟：

步驟a：制作純淀粉和純順丁烯二酸的標準樣本，兩個標準樣本的質量相同；

步驟b：選取與步驟a相同的純淀粉與純順丁烯二酸，制備不同質量濃度的均勻混合樣本；

步驟c：將標準樣本和混合樣本分別放在鋁盤中，并刮平鋁盤的表面；

步驟d：將鋁盤放在高光譜圖像采集系統中，采集并獲取標準樣本和混合樣本的高光譜圖像；

步驟e：高光譜圖像采集系統截取并分析標準樣本和混合樣本的高光譜圖像中的預分析區域，計算所有預分析區域里每個像素的光譜值；

步驟f：利用淀粉標準樣本和順丁烯二酸標準樣本的像素點光譜值，并結合支持向量數據描述算法，建立淀粉和順丁烯二酸的分類判別模型；

步驟g：將采集到的混合樣本高光譜圖像預分析區域提取的每個像素的光譜值帶到分類判別模型中，獲得順丁烯二酸的檢測結果；

步驟h：將檢測結果中顯示的順丁烯二酸的像素點在混合樣本的高光譜圖像中標記出來，獲得順丁烯二酸在淀粉中的分布情況，將分布情況的檢測結果可視化；

所述的高光譜圖像采集系統包括采光室(12)、計算機(1)、電源(7)、石英鹵素鎢燈(8)和光纖(9)；所述采光室(12)內設有位于線性光源(10)上方的CCD控制器(2)、CCD數字照相機(3)、光譜儀(4)和聚焦透鏡(5)，以及位于線性光源(10)下方的鋁盤(6)和移動臺(11)；其中，光譜儀(4)設置于CCD數字照相機(3)下方，CCD控制器(2)設置于CCD數字照相機(3)的上方，CCD數字照相機(3)的輸出端與CCD控制器(2)相連，CCD控制器(2)的輸出端與計算機(1)連接，用于向計算機(1)輸出采集所得高光譜圖像；所述光譜儀(4)的前端設有聚焦透鏡(5)；所述的線性光源(10)通過光纖(9)匯聚石英鹵素鎢燈(8)發出的光線，作為系統光源；石英鹵素鎢燈(8)的電源端連接電源(7)；所述系統光源照射在裝有樣本的鋁盤(6)中的待測樣本上，通過光譜儀(4)與CCD數字照相機(3)，采集待測樣本的高光譜圖像；其特征在于，所述CCD數字照相機(3)的覆蓋的波長是900-1700nm；所述的線性光源(10)照射距離為250mm；所述光譜儀(4)的光譜分辨率為4.8nm；所述石英鹵素鎢燈(8)的輸出功率為150W；

該系統的檢測步驟如下：

s1、將CCD控制器(2)、CCD數字照相機(3)、光譜儀(4)及聚焦透鏡(5)放置在采光室(12)內；

s2、蓋上光譜儀(4)前端的聚焦透鏡(5)的鏡頭蓋，采集全黑標定圖像；

s3、將白色標準校正白板放置在聚焦透鏡(5)的下方，獲取校正光源波段影響的參考圖像；

s4、將白色標準校正白板移出采光室(12)；

s5、將裝有標準樣本或混合樣本的鋁盤(6)放置在移動臺(11)上，每個鋁盤(6)由移動臺(11)帶動，光譜儀(4)連續掃描q條線，CCD數字照相機(3)獲取鋁盤(6)內整個樣本的高光譜圖像；

所述鋁盤的長為40mm，寬為40mm，深為2mm。