[發明專利]一種樣本無需預處理的牡丹花品種分類方法及系統

在審

• 申請號: 201910204098.5
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109883960A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王靜鴿;李小龍;李賀賀;甄志強;李新忠
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/39
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 薛布赫

1.一種樣本無需預處理的牡丹花品種分類方法，首先對待分類牡丹花花瓣進行顏色分類；其特征在于：如果顏色分類無法確定類別，將待分類牡丹花花瓣放置在樣品移動控制平臺(300)上，通過激光誘導擊穿光譜系統(200)直接燒蝕待分類牡丹花花瓣的一側，在待分類牡丹花花瓣的表面生成等離子體，等離子體輻射光經過光譜儀分光，通過光電轉換和信號處理得到待分類牡丹花花瓣的成分和含量信息；再根據光譜數據與牡丹花品種光譜數據庫進行比較，確定待分類牡丹花的種類。

2.根據權利要求1所述的一種樣本無需預處理的牡丹花品種分類方法，其特征在于：所述的顏色分類過程是指：設置牡丹花顏色與種類對應的數據庫，通過圖像識別系統(100)對待分類牡丹花花瓣進行圖像采集，將其圖像采集的數據與牡丹花顏色數據庫進行比較，得出牡丹花的種類。

3.一種應用權利要求1所述牡丹花品種分類方法的檢測系統，其特征在于：包括激光誘導擊穿光譜系統(200)、用于放置待分類牡丹花花瓣的樣品移動控制平臺(300)、電路控制系統(400)以及計算機(PC)；

其中，激光誘導擊穿光譜系統(200)包括用于發出激光束的脈沖激光器(202)、用于調整脈沖激光器(202)發出激光束的激光參數控制器(201)、用于調整脈沖激光器(202)發出激光束發散角的擴束鏡(203)、用于接收并反射擴束鏡(203)輸出激光束的全反射鏡(204)、將全反射鏡(204)輸出的激光束進行會聚的聚焦透鏡(205)、用于接收待分類牡丹花花瓣等離子體輻射的光收集器(206)、用于傳輸數據的傳輸光纖(207)、用于對光收集器(206)輸出的激光束進行分光的中階梯光譜儀(208)、與計算機(PC)連接的光電探測器(209)；

其中，電路控制系統(400)包括信號觸發器(401)和脈沖延時發生器(402)；所述的信號觸發器(401)與激光參數控制器(201)相連，用于控制觸發激光參數控制器(201)；所述的脈沖延時發生器(402)與脈沖激光器(202)和光電探測器(209)相連接，用于調整兩者之間的時序控制。

4.根據權利要求3所述的檢測系統，其特征在于：還包括用于對待檢測牡丹花花瓣進行顏色分類的圖像識別系統(100)；

其中，所述的圖像識別系統(100)包括成像鏡頭(101)和CCD相機(102)；其中，成像鏡頭(101)設置在待分類花瓣的一側，將放置在樣品移動控制平臺(300)上的待分類花瓣在CCD相機(102)上成像；該CCD相機(102)與計算機(PC)相連，用于將待分類牡丹花花瓣的顏色信息發送至計算機(PC)內。

5.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于：所述待分類花瓣的樣品的光譜數據與牡丹花品種數據庫中的相應信息進行比對時，采用標準光譜匹配算法：用待測牡丹花樣品的光譜與牡丹花品種數據庫中的標準光譜之間的相似度來進行種類識別，其相似程度用兩光譜間夾角來表征，θ越小，表示兩個光譜越相似；

將光譜在所有波長處的響應作為一矢量，兩矢量間夾角θ定義為：

其中表示待測光譜矢量，表示標準光譜矢量。