[发明专利]一种水果可溶性固形物在线检测方法及系统

权利要求书

1.一种水果可溶性固形物在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将目标水果在线方位进行分类，获取每一类方位的图像和透射光谱；

S2：根据所述方位的图像和透射光谱，建立目标水果方位分类模型和对应方位类别的可溶性固形物含量光谱检测模型；

S3：采集待检测水果的在线方位图像，利用所述目标水果方位分类模型判断待测水果所属方位类别，并且利用相应方位类别的可溶性固形物含量光谱检测模型对待测水果进行检测；

所述S2中建立目标水果方位分类模型包括以下步骤：

S201：获取目标水果不同方位类别的俯视图像，并对所述俯视图像进行预处理；

S202：根据预处理后的俯视图像，获取目标水果中心，并根据所述目标水果中心，提取目标水果图像的感兴趣区域；

S203：提取所述图像中感兴趣区域的特征信息进行训练，建立目标水果方位分类模型，所述目标水果方位分类模型用于判断待测水果的在线方位的俯视图像所属的方位类别；

所述S201中预处理包括以下步骤：

S2011：将原始图像依次进行比例缩放、伽马变换、灰度化、二值化并分离背景；

所述S202包括以下步骤：

S2021：将预处理后的图像进行形态学处理，并确定外接区域；

S2022：根据所述外接区域获取目标水果中心，以目标水果中心为圆心，提取圆形感兴趣区域，所述圆形感兴趣区域作为所述图像的感兴趣区域。

2.根据权利要求1所述的一种水果可溶性固形物在线检测方法，其特征在于，所述S1中目标水果在线方位的分类方法为：

以果蒂与果脐的连线平行于水平面且果蒂正向朝右为基准，当果蒂朝向落入逆时针45°～135°的方位范围时划分为A类；当果蒂朝向落入逆时针135°～225°或315°～45°的方位范围时划分为B类；当果蒂朝向落入逆时针225°～315°的方位范围时划分为C类。

3.根据权利要求1所述的一种水果可溶性固形物在线检测方法，其特征在于，所述S203中建立目标水果方位分类模型的过程为：

提取感兴趣区域的SIFT、HOG、SURF、DOG、LBP、HAAR中的一种或多种特征，基于线性或非线性核函数建立识别目标水果在线方位的SVM分类模型。

4.根据权利要求2所述的一种水果可溶性固形物在线检测方法，其特征在于，所述S2中建立可溶性固形物含量光谱检测模型包括以下步骤：

S204：将目标水果放置在各类方位范围内的任意位置，获取每一位置的透射光谱，再通过各类方位中不同位置的透射光谱分别获取A、B和C类方位各自的平均透射光谱；

S205:分别对所述A、B和C类方位各自的平均透射光谱进行预处理；

S206：根据预处理后的A、B和C类方位的平均透射光谱，分别提取光谱特征信息；

S207：根据所述光谱特征信息，分别建立A、B和C类方位的可溶性固形物含量光谱检测模型。

5.根据权利要求4所述的一种水果可溶性固形物在线检测方法，其特征在于，所述S205中对所述A、B和C类方位各自的平均透射光谱进行预处理的方式为DWT、MSC、SNV、SG中的一种或多种；

所述S206中光谱特征信息提取的过程为：将预处理后的光谱归一化，并采用SPA提取光谱特征信息。

6.一种水果可溶性固形物在线检测系统，采用如实现权利要求1所述的一种水果可溶性固形物在线检测方法，其特征在于，包括传输机构、图像采集系统、近红外光谱采集系统和控制器；所述近红外光谱采集系统和所述图像采集系统分别与所述控制器连接；

所述传输机构用于传送待测水果依次经过所述图像采集系统和所述近红外光谱采集系统；

所述图像采集系统用于采集待测水果在所述传输机构上的在线方位图像并将所述在线方位图像传输至所述控制器；

所述近红外光谱采集系统用于采集待测水果的透射光谱，并将所述透射光谱传输至所述控制器；

所述控制器用于判断所述待测水果在线方位图像的类别并利用相应类别的可溶性固形物含量光谱检测模型对待测水果进行检测。

7.根据权利要求6所述的一种水果可溶性固形物在线检测系统，其特征在于，所述传输机构为传送带，所述图像采集系统集成了高速工业相机，所述高速工业相机设置在所述传送带的上方，用于采集待测水果在所述传送带上的俯视图像，所述俯视图像作为在线方位图像；所述近红外光谱采集系统集成了高速光纤光谱仪，所述光纤光谱仪设置在所述传送带的下方，用于采集待测水果在传送带上的透射光谱。