[发明专利]一种基于近红外光谱的大米品质检测方法

权利要求书

1.一种基于近红外光谱的大米品质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取待检测大米的基本数据；

S2：对待检测大米的基本数据进行统计并计算得到大米的生长值；计算得到大米的生长值的具体计算步骤：

SS1：将大米种植地划分为Ai个区域，i＝1、……、n，获取区域Ai的地理信息；地理信息包括纬度W1、昼夜温差均值W2和海拔高度G；

SS2：将海拔高度G带入公式获取得到海拔影响值F(G)；其中，e为自然对数；

SS3：利用公式获取得到区域值Qi,其中，a1、a2和a3均为预设比例系数；

SS4：将插秧时间记为CTi,i＝1、……、n；收割时间记为STi,i＝1、……、n；通过天气监测站获取该区域Ai在CTi与STi时间范围内的降雨量并标记为YUi，i＝1、……、n；

SS5：通过土壤监测仪监测该区域Ai的营养元素的含量记为YSi，i＝1、……、n；营养元素包括氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、钼和硼；

SS6：利用公式获取得到生长值SZi；其中ρ为修正因子，取值为3.13628；j1、j2和j3为预设比例系数；STi-CTi为生长周期；通过公式可得，区域值越大，生长值越大；生长周期越长，生长值越大；降雨量越多，生长值越大；营养元素的含量越多，生长值越大；

S3：通过图像采集设备采集大米的形状图片，对大米的形状图片绘制封闭的大米轮廓曲线；绘制封闭的大米轮廓曲线的具体步骤如下：

步骤一：设定待检测大米记为Pi，i＝1、2、……、n；将待检测大米放置在黑色的底布上，并调整大米的位置使所有的待检测大米细长端指向一个方向且所有待检测大米的长轴平行；通过图像采集设备拍摄待检测大米的图片；

步骤二：对拍摄的待检测大米图片放大使其由若干个像素格构成；

步骤三：统计待检测大米Pi的图像所占像素格并记为f_PiK_mR_m,其中K_m为横向像素格的列数，R_m为纵向像素格的行数；m＝1、……、n；

步骤四：并对待检测大米Pi的边缘处的像素格的面积进行计算，即像素格内包含黑色和非黑色；并将包含黑色和非黑色的像素格记为边缘像素格；将没有黑色的像素格的面积记为D；边缘像素格内非黑色的面积比并记为bD；

步骤五：以的像素格为圆心建立坐标系；对待检测大米Pi的图像所占像素格建立坐标；并以边缘像素格之间的依次连线构成封闭曲线形成待检测大米轮廓曲线，记为L_Pi，i＝1、2、……、n；

S4：匹配大米品种并获取该大米品种的对比轮廓曲线，获取得到长轴左侧、右侧轮廓差；所述的获取得到长轴左侧、右侧轮廓差的具体步骤如下：

步骤一：设定大米的品种记为Ei,i＝1、……、n；将所有大米品种对应的对比大米放置在黑色的底布上，并调整对比大米的位置使其与待检测大米方向一致，并进行拍摄图像，通过对拍摄图片放大形成像素格图片，统计对比大米所占像素格并将其记为对比像素格记为f_EiK_mR_m；计算对比像素格的面积；以的像素格为圆心建立坐标系；对比大米的图像所占像素格建立坐标；对比像素格f_EiK_mR_m内的边缘像素格之间的依次连线形成对比轮廓曲线；记为L_Ei，i＝1、2、……、n；

步骤二：将所有品种的对比大米的对比轮廓曲线、坐标以及像素格构成数据库；

步骤三：将待检测大米的品种与数据库内的所有品种进行匹配，匹配成功，则获取到对应的对比轮廓曲线L_Ei；

步骤四：将待检测大米轮廓曲线L_Pi与对比轮廓曲线L_Ei对比；具体对比步骤如下：

W1：将待检测大米的像素格f_PiK_mR_m涂上三原色中的红色并记为RE_Pi；将对比大米的像素格f_EiK_mR_m涂上三原色中的绿色GR_Ei；

W2：将像素格像素格进行重合；同时待检测大米轮廓曲线L_Pi与对比轮廓曲线L_Ei的长轴进行重合；

W3：根据三原色的叠加原理，得到待检测大米的像素格f_PiK_mR_m与大米的像素格f_EiK_mR_m重合的部分为黄色；

W4：按照Rm由下至上依次获取每一行的非黄色的长度值；将位于长轴左侧的长度值记为R_mz；位于长轴右侧的长度值记为R_my；

W5：利用求和公式分别获取长轴左侧轮廓差和长轴右侧轮廓差

S5：通过近红外光谱设备获取待检测大米的淀粉含量；

S6：通过生长值、长轴左侧、右侧轮廓差和淀粉含量计算得到待检测大米的品质值。

2.根据权利要求1所述的一种基于近红外光谱的大米品质检测方法，其特征在于，S6中所述的得到待检测大米的品质值的具体计算步骤如下：

步骤一：获取生长值、长轴左侧、右侧轮廓差和淀粉含量；设定待检测大米的淀粉含量记为H_Pi；

步骤二：利用公式获取得到待检测大米的品质值PZ_pi；其中，d1、d2、d3和d4为预设比例固定值；通过公式可得，生长值越大，待检测大米的品质值越大，代表大米的品质越好；长轴左侧、右侧轮廓差越小，待检测大米的品质值越大；待检测大米的淀粉含量越大，待检测大米的品质值越大。