[發明專利]一種無損檢測水果表面缺陷的方法

有效

• 申請號: 202110508664.9
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113177925B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 李尚位;宮愛玲;宋雪艷
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/90;G06T7/62;G06T7/12
• 代理公司: 昆明隆合知識產權代理事務所(普通合伙) 53220
• 代理人: 龍燕

本發明公開一種無損檢測水果表面缺陷的方法，屬于水果檢測技術領域，本發明所述方法包括以下步驟：S1、通過補光燈對被檢測水果進行照射補光產生局部陰影；S2、通過中央處理器對面陣相機的曝光時間進行調節；S3、依次進行圖像處理、邊緣檢測和外形檢測；S4、根據圖像不同區域的特性，對其邊界區域進行分割。本發明通過補光燈對被檢測水果進行照射補光產生局部陰影，面陣相機采集水果篩選機或輸送機上水果運動的圖像，通過中央處理器實時調節面陣相機的曝光時間，再進行圖像處理、邊緣檢測和外形檢測以及對邊界區域進行分割，從而實現水果的無損傷檢測，自動化程度高，對水果缺陷的分辨率高。

技術領域

本發明涉及水果檢測技術領域，具體是一種無損檢測水果表面缺陷的方法。

背景技術

隨著我們人們的生活水平不斷提高，水果的消耗量也不斷增加，但是收購來的水果往往質量參差不齊，因此，在銷售水果之前，需要對水果分類分級，并挑出缺陷的水果，從而有利于提高水果整體品質，如果采摘后的水果不經過分級分等，會使水果整體的品質變差，并且難以吸引消費者。傳統的檢測方法通過篩選機或輸送機的縫隙大小進行水果大小的分級，由于檢測人員自身的原因，以及水果的數量大，導致檢測的結果出現誤差。中國專利公開了一種無損檢測水果表面缺陷的方法(公告號CN109827971A)，該專利技術利用稀有氣體通電后的光輻照水果，并能夠依據線性弧度偏移數組來對水果的表面等級缺陷程度劃分，分級相對可靠，且實現無損檢測，但是其檢測效率不高，不能有效地分辨出水果中的各種缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無損檢測水果表面缺陷的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種無損檢測水果表面缺陷的方法，包括以下步驟：

S1、通過補光燈對被檢測水果進行照射補光產生局部陰影，通過編碼器觸發面陣相機，面陣相機采集水果篩選機或輸送機上水果運動的圖像，并將光信號轉換成電信號。

S2、通過圖像采集卡將電信號轉化成數字信號，再通過中央處理器對數字信號進行拼接處理，根據處理后的數字信號對面陣相機的曝光時間進行調節；

其中，曝光時間調節的公式如下：

在公式(1)中，ε_i為灰度分析值，N_h為圖像灰度值在[75，255]之間的像素點的個數，N_i為圖像灰度值在[0，35]之間的像素點的個數。

在公式(2)中，Δ_i為灰度分析值的變化率，當Δ_i的變化范圍控制在設定值 2.1％～4.7％內，便可獲得優異的ε_i，通過曝光時間使得圖像的平均灰度值控制在設定的范圍內。

S3、根據圖像上缺陷的灰度值與周邊正常區域的灰度值的差別，再對采集的圖像進行圖像處理、邊緣檢測和外形檢測，采集水果的顏色和篩選機或輸送機背景的顏色以及水果的外形形狀和大小。

S4、根據圖像不同區域的特性，對其邊界區域進行分割，對缺陷部分進行定位，并從中提取所需目標，從而檢測出水果的大小和缺陷，再根據缺陷的大小對其進行劃分，實現缺陷的量化。

進一步的，本發明S3步驟中圖像處理包括以下步驟：

(1)在水平方向上，對圖像進行逐行掃描，搜尋滿足公式(3)中GV_(i，j)的點，在垂直方向上，對圖像進行逐列掃描，搜尋滿足公式(4)中GV_(i，j)的像素點，并將這些像素點記錄下來，其公式如下：

|GV_(i,j)-GV_(i，j-1)|＞α_hl (3)