[发明专利]一种茶叶加工关键节点的检测方法及装置

权利要求书

1.一种茶叶加工关键节点的检测方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤一，采用拱形光源作为输入信号，高分辨率GigE Vision相机捕获样品信号，通过以太网接口线将信号传输至计算机客户端，获取茶叶加工关键节点的样品图像；

步骤二，先对茶叶加工关键节点的样品图像进行感兴趣区域提取；再对感兴趣区域进行纹理和颜色特征的提取，并进行标准化预处理；然后通过逐步判别分析优选出图像的纹理和颜色特征变量；

步骤三，依据优选出的特征变量构建判别函数，作为模型输入，然后通过模式识别方法构建茶叶加工关键节点判别模型，实现茶叶加工关键节点的检测；所述判别模型，指输入变量为4个函数特征变量，K为1具有最佳识别率的 K最邻近法模型；所述茶叶加工关键节点判别模型的输入变量，即4个函数特征变量，如下：

①F1＝-3.067*V1-2.074*V2+0.767*V3+1.475*V4+21.034*V5-24.263*V6+5.282*V7+3.842*V8+8.573*V9+14.840*V10-1.537*V11-0.112*V12；

②F2＝4.035*V1-0.199*V2+0.587*V3+0.245*V4+13.310*V5-12.661*V6-8.271*V7+3.274*V8+6.010*V9+4.274*V10-0.603*V11-1.316*V12；

③F3＝7.817*V1-0.603*V2-0.848*V3+0.662*V4+1.155*V5+1.803*V6-2.298*V7-4.982*V8+2.750*V9-3.431*V10-4.641*V11+2.517*V12；

④F4＝1.318*V1-0.541*V2+1.397*V3+1.483*V4+2.214*V5-2.656*V6+4.005*V7-1.065*V8+0.553*V9-2.288*V10-0.628*V11-1.412*V12；

步骤二中，所述感兴趣区域，为1301*1301pixels大小的特征图像；所述选出的图像纹理特征变量，为2个基于统计矩阵的纹理特征和2个基于灰度共生矩阵的纹理特征：所述基于统计矩阵的纹理特征，为平滑度V1、三阶矩V2；所述基于灰度共生矩阵的纹理特征，为135°方向的对比度V3、45°方向的能量V4；所述选出的图像颜色特征变量，为8个基于RGB和HIS颜色空间的特征值，分别为：R平均值V5、B平均值V6、G标准方差V7、B标准方差V8、H平均值V9、S平均值V10、H标准方差V11、S标准方差V12；

执行该检测方法的检测装置，包括把手(1)、暗箱(2)、相机(3)、拱形光源(4)、样品杯(5)；所述检测装置，经以太网接口线与计算机相连；所述暗箱内部置有相机(3)、拱形光源(4)、样品杯(5)；所述相机(3)置于暗箱(2)顶端；所述拱形光源(4)上端固定相机(3)的镜头；所述样品杯(5)，置于拱形光源(4)正下方；

所述把手(1)，置于暗箱(2)前端，且开口大小40cm*70cm，可有效操作样品；所述暗箱(2)，为边长50cm*50cm*90cm的长方体铁箱；所述铁箱，内部具涂有黑漆，以吸收样品杯漏出的光线，防止其反射光线影响相机的取样，将暗箱与外界完全隔离，内部检测不受外界影响；所述相机(3)，尺寸为29mm*29mm*30mm，重量为36g，易于便携，方便操作；

所述拱形光源(4)，其外径210mm，开孔直径35mm，拱形光源(4)距离样品杯(5)为30cm，可有效覆盖样品表面；所述样品杯(5)，为直径75mm、高15mm的玻璃器皿，取样量适中，可使样品更具代表性。

2.根据权利要求1所述的一种茶叶加工关键节点的检测方法，其特征在于，步骤一中，所述茶叶加工，是一种乌牛草的扁形绿茶生产加工过程；所述加工过程，为摊放、杀青、做形、制扁、干燥5个关键节点。

3.根据权利要求1所述的一种茶叶加工关键节点的检测方法，其特征在于，步骤一中，所述拱形光源内壁，采用高反光材料，使光线能从不同角度，均匀照射样品表面；所述拱形光源底部，采用大功率贴片LED灯，置于内部铝基板上；所述LED灯，总数为24*4个，可有效保证样品的受光表面强度。

4.根据权利要求1所述的一种茶叶加工关键节点的检测方法，其特征在于，步骤一中，所述GigE Vision相机，最大分辨率为2448*2048，可有效采集样品表面特征信息；所述以太网接口的传输速率为1000Mbit/s，能保证图像信息实时、稳定的传输至计算机客户端。