专利汇可以提供基于红外热成像技术检测马铃薯品质的装置及其检测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于红外热成像技术检测 马 铃薯品质的装置及其检测方法,属于农产品检测领域。该装置包括 箱体 、设置于箱体底部中央的样品池、分别设置于箱体内的四个照明灯、设置于箱体顶部中央的红外热成像检测系统和分别与样品池、红外热成像检测系统连接的电脑控制系统。本发明采用热成像技术对马铃薯贮藏期间动态品质开展 无损检测 ,利用该技术可以很好的降低图像特征信息的维数、检测速度快,且能在马铃薯贮藏实地进行检测。,下面是基于红外热成像技术检测马铃薯品质的装置及其检测方法专利的具体信息内容。
1.一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的装置,其特征在于:包括箱体、设置于箱体底部中央的样品池(6)、分别设置于箱体内的四个照明灯(1、2、3、4)、设置于箱体顶部中央的红外热成像检测系统(5)和分别与样品池、红外热成像检测系统连接的电脑控制系统(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的装置,其特征在于:照明灯分别设置于箱体顶部的四角。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的装置,其特征在于:所述样品池为可旋转样品池。
4.一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:包括以下步骤S1采集正常和变质马铃薯热成像图像;
S2利用热图像处理算法及人工神经网络分析每个样本的特征信息;
S3基于力传感器技术对正常和变质马铃薯的物理特性进行特征信息提取,基于标准的生化方法检测正常和变质马铃薯的化学成分含量;
S4研究马铃薯的物理特性和化学成份与热成像图像的相关性,并找出正常与变质马铃薯之间的差异性;
S5建立正常、变质马铃薯热成像图像的品质检测分析模型;
S6利用建立的正常、变质马铃薯热成像图像的品质检测分析模型,对马铃薯贮藏期间动态品质无损检测试验研究。
5.根据权利要求4所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:在所述S4具体为:利用热红外相机拍摄正常马铃薯和变质马铃薯的热红外图像,一共拍摄200张,每秒一张,包括40秒加热和160秒冷却热红外图像;通过公式得到平均温度差曲线:
其中∑T1(x,y)表示第一幅热红外图像的各个像素的温度累加值,∑Ti(x,y)表示当前热红外图像的各个像素的温度累加值,n表示热红外图像的总像素值;
对比同一马铃薯样品不同天数的平均温度差曲线,观察马铃薯新鲜程度的变化;对比同一天数不同样品的平均温度差曲线,观察正常马铃薯和变质马铃薯的区别,选择平均温度差曲线,进行ANN建模。
6.根据权利要求5所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:在所述S5具体为:采用噪声等效温差(NETD)、最小可分辨温差(MRTD)、调制传递函数(MTF)和信号传递函数(SiTF)对热成像系统的稳定性及精确度进行评价;
利用F检验和T检验选取合适的平均温度差数据进行ANN建模,其中2/3建模数据输入Matlab中进行训练和验证,建立ANN模型;1/3建模数据进行最后的ANN模型验证,验证失败重新回到Matlab中进行训练,验证成功则最终建模成果,并且用标准的生化方法进行对比验证模型的准确度。
7.根据权利要求4所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:所述物理特性包括重量、密度和硬度。
8.根据权利要求4或5所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:所述化学成分包括干物质、淀粉和还原糖。
9.根据权利要求4所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:采用自适应分段线性变换、离散小波变换红外图像增强的方法以及基于阈上随机共振的红外图像对热成像图像的降噪处理,以提取马铃薯热成像图像特征信息。
10.根据权利要求8所述的一种基于红外热成像技术检测马铃薯品质的方法,其特征在于:马铃薯干物质测定采用切片烘干称重法,淀粉测定采用索姆吉法,还原糖测定采用砷钼兰比重法。
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