[发明专利]基于人眼视觉原理的煮粥煮奶火力自动控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气炉具或电炉设备的控制方法和装置，具体涉及一种基于人眼视觉原理的煮粥煮奶 火力自动控制方法及装置，属于机器视觉及智能电子领域。

背景技术

烹饪灶具是一种生活必备的厨房用具，主要包括家用燃气灶和电炉。由于燃气价格的不断上涨，燃气 灶的热效率性能显得格外重要；同时消费者对燃气灶的安全性、节能性、智能性也提出了更高的要求；并 且节能型家电也越来越被国家和电器厂家所重视。

现有的燃气具产品的技术含量较初期有很大的提高，但是大多都着眼于安全性，虽有一部分考虑到了 节能性，但主要局限在如何提高单位燃气量的最大供热能力上。无人监督的煮粥做法往往是检测温度或者 是直接设置烹饪的时间，如具有煮饭和保温功能的控制器。目前主要有两类产品，一类是半机械式的调谐 锅，用改变继电器的通断时间或二极管半波整流的方式来调节沸腾后的功率，但这些功率调节有限，仍会 溢出；另一类是电子限温和微电脑控制技术的控制器，电脑中存有事先设置的各种功能控制程序，煲煮过 程中不断测量传感器感应的温度，通过继电器的通断比来调节加热功率。

由于气压和每种粥、奶的特性的不同，每种粥、奶的沸腾温度也不一样，温度的阈值往往不好控制。 目前的靠检测温度来调节燃气供给量的燃气炉或电炉往往不准确，煮出的粥粘稠度不一。而人眼视觉在粥、 奶的沸腾度上具有敏锐地判断能力，根据人眼视觉的判断结果，按照不同粥、奶沸腾后立即控制燃气的供 给量，提供不同的燃气火力或电功率。这不仅会节约大量的能源，而且更能保证不同性质的粥、奶按其特 性进行烹煮。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人眼视觉原理的煮粥煮奶火力自动控制方法，该方法基于人眼视觉对不 同粥、奶的沸腾度的判断，能够根据各种粥、奶的沸腾度，控制燃气的供应量或电炉的功率，以克服现有 技术的不足。不仅煮粥、奶时可节约燃气能量，而且更能保证不同种类的粥、奶按其特性进行烹煮，不会 存在煮过或者煮不熟的情况，完全相当于烹煮过程中人眼对粥、奶在锅内的状态来判断沸腾程度，这种判 断方式对于粥、奶种类的不同沸点、地方气压差异具有不变性。

本发明的另一个目的在于提供一种基于人眼视觉原理的煮粥煮奶火力自动控制装置，该装置实现两种 功能，一种功能是根据沸点检测模块检测到的沸腾度，自动调节灶具的火力，以实现全自动煮粥、奶；另 一种功能是控制从第一次检测到沸点到灶具关闭的时间，称之为文火慢炖时间。控制器中已经对各种粥品 分成了六大类，每种粥品文火慢炖时间已经根据经验作了设定，用户可以根据实际修改文火慢炖时间，系 统具有自动记忆功能，下次对该类粥品的文火慢炖时间按照上次的设定自动执行。

本发明方法的技术构思如下：

煮粥时，一般先用大火煮开，煮开后改成文火慢炖；煮奶时，当煮开之后可直接关火。如果有人在旁 边观察，人眼根据锅中粥、奶的状态很容易判断何时是煮开状态，然后将燃气炉或电炉改为文火或小功率 状态抑或关火，从而节约了大量的能源。

粥、奶的表面结构可视为一种纹理图像，煮的过程中，粥、奶表面特征会有明显的起伏变化和结构变 化，这种特性和纹理的粗糙度非常相似；而人眼对粥、奶品的特征的变化与人眼对纹理的粗糙度感知有很 大的关系，所以可以用纹理的粗糙度描述子来定量的描述粥品在烹煮过程中的特征变化，提出一种基于人 眼视觉原理的煮粥煮奶火力自动控制方法，可实现相当于人眼视觉的监督效果。本发明是基于Tamura的 纹理粗糙度的描述子，来总结每种粥、奶在烹煮过程中粗糙度的变化规律的。值得说明的是通过实验发现 当粥、奶煮沸时或者说达到沸点时，粥、奶表面的各种特征是最不均匀的，此时粗糙度最大，而这种最大 值是很容易检测到的，因此检测该最大值可作为判断沸点的依据。

为了有利于描述本发明的技术方案，需要简单介绍一下纹理粗糙度描述子的概念和含义：

粥、奶表面可以看成是一种纹理，而纹理的粗糙度描述子是与人类视觉感知相关联的一种主要的描述 子之一，用于描述纹理基元的平均尺度。一幅纹理中通常包括多种尺度的纹理基元，粗糙度描述子与图像 的灰度级空间变化有关，也就是与图像的纹理基元的尺寸有关，粗糙度描述子的目的就是要分辨出纹理中 的平均纹理基元的尺度，既描述粥、奶表面的变化程度。

一种基于人眼视觉原理的煮粥煮奶火力自动控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：