[发明专利]一种烤箱的智能识别烹饪系统

权利要求书

1.一种烤箱的智能识别烹饪系统，其特征在于，主要由图像采集系统、图像分析处理系统和温度测量与监控系统部分组成；图像采集系统与图像分析处理系统连接；智能菜单控制系统分别与图像分析处理系统以及温度测量与监控系统连接；

所述图像采集系统主要由摄像头和光源组成，所述摄像头用于采集图像信息；所述光源为固定灯光光源，为摄像头提供稳定的光照环境；所述的摄像头正对放置食物的烤盘/烤架中心位置，并与水平面成30°~60°角度；所述的光源位于烤箱腔体的上方，与摄像头以及烤架/烤盘的中心线位于同一平面上，固定光源与摄像头分别位于烤架/烤盘另一中心线的两侧；所述光源为白色或黄色光源；所述光源和烤盘/烤架中心的连线与水平面的角度为60°~90°；

所述图像分析处理系统由图像分析处理器和信号调解器组成，由图像采集系统所采集到的图像模式为RGB彩色格式，分析处理器先将RGB彩色格式转换成YIQ格式，其中，Y值代表亮度，I和Q为色调值，分别代表从橙色到青色以及从紫色到黄绿色；再对图像中像素点的YIQ值通过下式进行计算，得到分类值P_mn；

P_mn=a×Y_mn+b×I_mn+c×Q_mn+A

式中，P_mn为像素点的分类值，0≤P_mn≤1；a、b、c和A为经过优化的可变参数，使得满足0≤P_mn≤1，a、b、c和A由实验人员根据不同扒类测试所得；

通过对分类值P_mn的阈值进行限定，对扒类图像进行分割，将图像划分为以下几个区域：扒类的上表面区域（S₁）、扒类的侧面区域（S₂）以及背景（S₃）；扒类的上表面区域（S₁）根据亮度值Y再细分为瘦肉区域（S_1-1）和肥肉区域（S_1-2）；进而对扒的种类、扒的厚度值h、扒的大小/重量和扒的肥瘦程度进行识别；

对扒的种类识别是通过对表面瘦肉区域（S_1-1）中像素点的分类值P_mn的阈值进行限定进行的；

对扒的厚度值h的识别是对扒类侧面区域（S₂）的下底边进行识别后，通过下底边对侧面的高度值进行函数校正，获得扒类厚度值（h）；

扒的大小/重量识别是对扒类的上表面区域（S₁）进行视场校正，采用对烤盘/烤架平面进行网格划分的方法，通过计量扒类的上表面区域（S₁）所占网格数，得到扒类的上表面积（S）；再根据上表面积（S）以及得到的厚度值（h），根据公式V=S×h估算出扒的近似有效体积；近似有效体积V可对应扒的大小或重量；

肥瘦程度的识别是通过视场校正后，对扒类表面瘦肉区域（S_1-1）以及肥肉区（S_1-2）面积进行识别后，通过计算瘦肉/肥肉比例Z=S_1-1/ S_1-2，用于表征扒的肥瘦程度；

所述温度测量和监控系统主要包括红外温度传感器和热电偶温度传感器，分别用于测量和监控食品表面温度和烤箱腔内温度；

智能菜单控制系统收集到图像分析处理系统以及温度测量系统的信号，根据分析得到扒的种类与预设标准烹饪曲线相匹配，再以厚度、大小/重量、肥瘦程度以及初始温度对标准烹饪曲线进行校正，得到校正烹饪曲线，同时根据用户输入的生熟度需求，得到烹饪控制程序，最后，将该控制程序输出至控制端并执行，实现扒类智能烹饪。

2.根据权利要求1所述的烤箱的智能识别烹饪系统，其特征在于，所述的红外温度传感器测量扒类的表面的初始温度T₀，将信号传输至智能菜单控制系统上，在烘烤过程中对扒类的温度T进行监控，通过设置过载温度值T_x，以防止烤焦；所述的热电偶温度传感器监控炉腔内温度T_s，并反馈调节烤箱电热管输出功率，以维持设定的烘烤温度。