RU2638910C1 - Method of object express control - Google Patents
Method of object express control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638910C1 RU2638910C1 RU2016149085A RU2016149085A RU2638910C1 RU 2638910 C1 RU2638910 C1 RU 2638910C1 RU 2016149085 A RU2016149085 A RU 2016149085A RU 2016149085 A RU2016149085 A RU 2016149085A RU 2638910 C1 RU2638910 C1 RU 2638910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spectral
- signals
- polarized
- visible
- electrical signals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для экспресс-контроля и идентификации различных объектов, как органических, так и неорганических, по их спектральным и структурным признакам с использованием средств оптики и автоматизации.The invention relates to technical physics and can be used for express control and identification of various objects, both organic and inorganic, by their spectral and structural features using optical and automation means.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В настоящее время для определения качества различных объектов (твердых и жидких образцов разных материалов, металлов и сплавов, биологических объектов, лекарств, косметики, продуктов питания и т.д.) широко применяются спектральные методы.At present, spectral methods are widely used to determine the quality of various objects (solid and liquid samples of different materials, metals and alloys, biological objects, drugs, cosmetics, food, etc.).
Классические методы спектрального анализа образцов являются дорогостоящими и неоперативными, а подготовка проб и сам спектральный анализ трудоемки и занимают много времени. Кроме того, для выполнения анализов необходимы лаборатории, оснащенные сложными и дорогими приборами, а также квалифицированные специалисты.Classical methods for spectral analysis of samples are expensive and non-operational, and sample preparation and spectral analysis itself are laborious and time consuming. In addition, laboratories equipped with complex and expensive instruments, as well as qualified specialists, are required to perform analyzes.
В тоже время, в связи с наличием на рынке большого количества фальсификата, существует потребность в недорогих способах и устройствах, пригодных для широкого применения и использования обычными неквалифицированными пользователями для контроля приобретаемых и получаемых товаров.At the same time, due to the presence of a large number of counterfeit products on the market, there is a need for inexpensive methods and devices suitable for widespread use and use by ordinary unskilled users to control goods purchased and received.
Известен способ идентификации объекта, основанный на использовании структуры поверхности объекта, согласно которому анализируют данные, полученные о рельефе участка поверхности, которые записывают и используют для сравнения с данными того же участка поверхности в процессе контроля (заявка Великобритании №2097979, кл. G09К 9/00, опубл. 1982).A known method of identifying an object based on the use of the surface structure of the object, according to which analyze the data obtained on the relief of the surface area, which are recorded and used for comparison with the data of the same surface area in the control process (application UK No. 2097979, CL G09K 9/00 publ. 1982).
Недостатком этого способа является необходимость визуального восприятия рельефа, субъективность анализа и его неоперативность.The disadvantage of this method is the need for visual perception of the relief, the subjectivity of the analysis and its inoperability.
Известен способ идентификации объекта, согласно которому выбранный участок поверхности объекта освещают равномерно распределенным в пространстве опорным потоком электромагнитного излучения, путем фотодетектирования преобразуют изображение выбранного участка поверхности объекта в электрические сигналы с преобразованием их в набор цифровых параметров, которые используют для сравнения с аналогичными наборами, характеризующими эталонный образ объекта и пространственно однородного калибровочного шаблона, помещаемых на место идентифицируемого объекта (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2117989, кл. G09К 9/58, опубл. 1998).There is a method of identifying an object, according to which a selected surface area of the object is illuminated with a reference electromagnetic radiation stream uniformly distributed in space, photo-detection is used to transform the image of the selected surface area of the object into electrical signals, converting them into a set of digital parameters that are used to compare with similar sets characterizing a reference image of an object and a spatially uniform calibration template placed in place of an ident fitsiruemogo object (see., e.g., specification of a patent RF №2117989, Cl. G09K 9/58, publ. 1998).
Однако этот способ обладает тем недостатком, что формируемые изображения зависят как от параметров освещения, так и от ориентации, а также масштаба объекта. Для сравнения характеристик полученных изображений с характеристиками эталонных изображений необходимо вручную корректировать указанные параметры, что в значительной мере снижает оперативность и достоверность идентификации.However, this method has the disadvantage that the images formed depend on both the lighting parameters and the orientation, as well as the scale of the object. To compare the characteristics of the obtained images with the characteristics of the reference images, it is necessary to manually adjust these parameters, which significantly reduces the efficiency and reliability of identification.
Известно устройство «Фото-электрический аппарат сортировки». (РЕФЕРАТ GB929104. Патент GB929104 (А) - Improvements relating to the sorting of translucent objects. 13 апреля 1962).A device known as “Photo-electric sorting apparatus” is known. (ABSTRACT GB929104. Patent GB929104 (A) - Improvements relating to the sorting of translucent objects. April 13, 1962).
В этом устройстве для сортировки полупрозрачных объектов, таких как рисовые зерна, которые изменяют поляризацию поляризованного света, проходящего через них, содержит осветитель, освещающий зерна поляризованным светом, светочувствительное устройство, принимающее свет, проходящий через зерна, анализатор поляризации, сортировщик, которым управляет светочувствительное устройство, и средство для уменьшения или устранения изменений на выходе устройства из-за изменений размера объекта.In this device for sorting translucent objects, such as rice grains, which change the polarization of polarized light passing through them, it contains a illuminator illuminating the grains with polarized light, a photosensitive device receiving light passing through the grains, a polarization analyzer, and a sorter controlled by the photosensitive device , and means for reducing or eliminating changes in the output of the device due to changes in the size of the object.
В этом устройстве используется оптический затвор, образованный скрещенными поляризатором и анализатором. Оно имеет узкую область специализированного применения и не может быть использовано для экспресс-контроля качества объектов, в отличие от способа, предлагаемого в заявке, в котором исследуется поляризация светового потока, отраженного от идентифицируемого объекта, а также спектрально-текстурные опознавательные признаки этого объекта.This device uses an optical shutter formed by crossed polarizers and analyzers. It has a narrow area of specialized application and cannot be used for express quality control of objects, in contrast to the method proposed in the application, which examines the polarization of the light flux reflected from an identifiable object, as well as the spectral-texture identification features of this object.
Известно устройство обнаружения инородных тел в мясных продуктах, в котором используется оптический метод (Патент GB2446822 (А) - Quality control of meat products using optical imaging. РЕФЕРАТ GB2446822 (2008-08-27)).A device for detecting foreign bodies in meat products is known, which uses the optical method (Patent GB2446822 (A) - Quality control of meat products using optical imaging. ABSTRACT GB2446822 (2008-08-27)).
В устройстве использованы источники красного и зеленого света, выполненные на светодиодах, устройство формирования изображения, которое создает одновременно изображения от красного и зеленого источников, скрещенные поляризационные светофильтры, установленные перед источниками света и устройством формирования изображения, и процессор для обработки изображений, который идентифицирует темные участки в двух изображениях.The device uses red and green light sources made on LEDs, an image forming device that creates images from red and green sources at the same time, crossed polarizing filters installed in front of the light sources and the image forming device, and an image processing processor that identifies dark areas in two images.
Рассматриваемое устройство (и реализуемый способ) основано на использовании оптического затвора, образованного скрещенными поляризаторами и анализатором. Оно имеет узкую область специализированного применения и не может быть использовано для экспресс-контроля качества объектов, в отличие от способа, предлагаемого в заявке, в котором анализируется поляризация светового потока, отраженного от идентифицируемого объекта, а также его спектрально-текстурные опознавательные признаки.The device under consideration (and the implemented method) is based on the use of an optical shutter formed by crossed polarizers and an analyzer. It has a narrow area of specialized application and cannot be used for express quality control of objects, in contrast to the method proposed in the application, which analyzes the polarization of the light flux reflected from the identified object, as well as its spectral-textural identification features.
Известно устройство «LCD panel test apparatus)) (Патент US5734158 (A), РЕФЕРАТ US5734158).A device is known as "LCD panel test apparatus)) (Patent US5734158 (A), ABSTRACT US5734158).
Это устройство предназначено для автоматического обнаружения дефектов ЖК-панелей. В основном устройство включает в себя оптический затвор из скрещенных поляризаторов, между которыми помещается испытуемая ЖК-панель, контроллер для управления ЖК-панелью, камеру для наблюдения световых сигналов, прошедших через оптический затвор, аналого-цифровой преобразователь и процессор для обработки полученных изображений.This device is designed to automatically detect defects in LCD panels. Basically, the device includes an optical shutter of crossed polarizers, between which the tested LCD panel is placed, a controller for controlling the LCD panel, a camera for observing light signals transmitted through the optical shutter, an analog-to-digital converter, and a processor for processing the received images.
Рассматриваемое устройство основано на использовании оптического затвора, образованного скрещенными поляризатором и анализатором. Оно имеет узкую область специализированного применения и не может быть использовано для экспресс-контроля качества объектов, в отличие от способа, предлагаемого в заявке, в котором анализируется поляризация светового потока, отраженного от идентифицируемого объекта, а также его спектрально-текстурные опознавательные признаки.The device in question is based on the use of an optical shutter formed by crossed polarizers and analyzers. It has a narrow area of specialized application and cannot be used for express quality control of objects, in contrast to the method proposed in the application, which analyzes the polarization of the light flux reflected from the identified object, as well as its spectral-textural identification features.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ идентификации объекта, заключающийся в том, что калибровочный шаблон и выбранный участок поверхности идентифицируемого объекта освещают спектрально-узкополосными опорными потоками электромагнитного излучения неперекрывающихся спектральных каналов видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, в отраженных потоках электромагнитного излучения формируют калибрующие электрические сигналы и электрические сигналы идентифицируемого объекта, осуществляют калибровку указанных сигналов путем изменения в каждом из спектральных каналов мощностей опорных потоков и чувствительностей фотодетектирования до тех пор, пока максимальные значения калибрующих сигналов не достигнут заданной опорной величины, преобразуют электрические сигналы в два конечных пространственно-спектральных образных сигнала, формируют спектральный и пространственно-спектральный образы идентифицируемого объекта как двумерные частотные диаграммы исходных и конечных пространственно-спектральных образных сигналов с преобразованием их в набор цифровых параметров, который используют для сравнения с запомненными ранее аналогичными наборами, характеризующими эталонный образ объекта и пространственно однородного калибровочного шаблона, помещаемых на место идентифицируемого объекта (патент RU №2178562 кл. G01N 33/02, опубл. 20.01.2002).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for identifying an object, which consists in the fact that the calibration template and the selected surface area of the identifiable object is illuminated with spectrally-narrow-band reference electromagnetic radiation fluxes of non-overlapping spectral channels of visible and near infrared ranges, in reflected electromagnetic radiation fluxes form calibrating electrical signals and electrical signals of identifiable volume They calibrate the indicated signals by changing the power of the reference flows and photodetection sensitivities in each of the spectral channels until the maximum values of the calibrating signals reach the specified reference value, convert the electrical signals into two final spatially spectral shaped signals, form the spectral and spatial -spectral images of the identified object as two-dimensional frequency diagrams of the initial and final spatial spectral spectra ase signals converting them into a set of digital parameters, which are used for comparison with the previously stored similar sets which characterize a reference object image and spatially uniform calibration pattern placed at the location identified object (patent RU №2178562 Cl. G01N 33/02, publ. 01/20/2002).
Однако недостатком этого способа является зависимость результата идентификации от масштаба идентифицируемой поверхности, невозможность идентификации поверхностей, содержащих активные атомные и молекулярные структуры, которые поляризуют свет, сложность обработки измеренных величин, а именно спектральных образных сигналов, а также представление результата обработки в виде трехмерной поверхности, что затрудняет простую и наглядную его интерпретацию.However, the disadvantage of this method is the dependence of the identification result on the scale of the surface being identified, the impossibility of identifying surfaces containing active atomic and molecular structures that polarize light, the complexity of processing the measured values, namely spectral shaped signals, and also representing the processing result in the form of a three-dimensional surface, which complicates its simple and clear interpretation.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков с повышением достоверности экспресс-контроля образцов с учетом масштаба и поляризующих свойств объектов.The objective of the invention is to remedy these disadvantages with increasing the reliability of express control of samples, taking into account the scale and polarizing properties of objects.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность повысить надежность и одновременно упростить способ экспресс-контроля различных образцов путем проведения сравнения по более широкой базе измерений с представлением результата сравнения с эталоном в виде, удобном для интерпретации обычным (неквалифицированным) пользователем.The technical result consists in the possibility of increasing the reliability and at the same time simplifying the method of express control of various samples by comparing over a wider measurement base with presenting the result of the comparison with the standard in a form convenient for interpretation by an ordinary (unskilled) user.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ контроля объектов заключается в том, что выбранный участок поверхности идентифицируемого объекта и калибровочный шаблон освещают спектрально-узкополосными потоками электромагнитного излучения неперекрывающихся спектральных каналов видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, в отраженных потоках электромагнитного излучения формируют калибрующие электрические сигналы и электрические сигналы идентифицируемого объекта, осуществляют калибровку указанных сигналов путем изменения в каждом из спектральных каналов мощностей электромагнитных излучения или чувствительности фотодетектирования до тех пор, пока максимальные значения калибрующих сигналов не достигнут заданной опорной величины, преобразуют электрические сигналы в конечные пространственно-спектральные образные сигналы, формируют спектральный и пространственно-спектральный образы идентифицируемого объекта как двумерные диаграммы исходных и конечных пространственно-спектральных образных сигналов с преобразованием их в набор цифровых параметров, который используют для сравнения с запомненными ранее аналогичными наборами, характеризующими эталонный образ объекта и пространственно однородного калибровочного шаблона, помещаемых на место идентифицируемого объекта, при этом дополнительно последовательно выполняют наблюдения в разных спектральных диапазонах спектра в отраженном и проходящем, поляризованном и неполяризованном свете, излучаемом люминесцентными светодиодами в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, формируют многократные спектрально-текстурные матрицы видеосигналов от образца в различных спектральных диапазонах длин волн ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектра электромагнитного излучения в неполяризованном и поляризованном отраженном свете для твердых сред или в проходящем свете для жидких сред, затем выполняют статистическую обработку полученных матриц раздельно по спектральным и текстурным признакам, основанным на методах математической статистики, далее сравнивают результаты с результатами, полученными при измерениях эталона, или с данными из электронной базы данных, а результаты обработки представляют в наглядном графическом или аналитическом виде.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of monitoring objects consists in the fact that the selected surface area of the identified object and the calibration template are illuminated by spectrally narrow-band flows of electromagnetic radiation from non-overlapping spectral channels of the visible and near infrared ranges, in reflected electromagnetic radiation streams form calibrating electrical signals and electrical signals of the identified object, carry out calibres these signals by changing the electromagnetic radiation power or photodetection sensitivity in each of the spectral channels until the maximum values of the calibrating signals reach a specified reference value, convert the electrical signals into final spatially spectral shaped signals, form the spectral and spatial spectral images of the identifiable object as two-dimensional diagrams of the initial and final spatially spectral shaped signals with transform putting them into a set of digital parameters, which is used for comparison with previously remembered similar sets characterizing the reference image of an object and a spatially uniform calibration template placed in place of an identifiable object, while additionally sequentially performing observations in different spectral ranges of the spectrum in reflected and transmitted, polarized and non-polarized light emitted by luminescent LEDs in the ultraviolet, visible and infrared ranges form multiple spectral-texture matrices of video signals from a sample in different spectral wavelength ranges of the ultraviolet, visible and infrared spectra of electromagnetic radiation in unpolarized and polarized reflected light for solid media or in transmitted light for liquid media, then the matrices are processed separately by spectral and texture signs based on methods of mathematical statistics, then compare the results with the results obtained by measuring e coupon, or with data from an electronic database, and the processing results are presented in graphic or analytical form.
Предпочтительно выполняют множественные оценки образцов, используя видеосъемку с оптическим изменением масштаба изображения поверхности объекта до эталонного значения.Preferably, multiple sample evaluations are performed using video recording with optical zoom of the surface of the object to a reference value.
В представленном способе, в отличие от ближайшего аналога, спектрозональные изображения формируются при многокадровой съемке проверяемого образца и эталона при освещении спектрально-узкополосными потоками электромагнитного излучения в спектральных каналах ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, причем как в неполяризованном, так и в линейно-поляризованном свете, осуществляя перед этим оптическое изменение масштаба изображения поверхности идентифицируемого объекта до эталонного значения, что позволяет по совокупности измерений определить меру сходства проверяемого объекта с образцом.In the presented method, in contrast to the closest analogue, spectrozonal images are formed by multi-frame shooting of the test sample and standard when illuminated with spectrally narrow-band electromagnetic radiation fluxes in the spectral channels of the ultraviolet, visible and near infrared ranges, both in non-polarized and linearly polarized in the light, carrying out before this an optical zooming of the surface of the identifiable object to a reference value, which allows the totality of measurements to determine the measure of similarity of the inspected object with the sample.
Изложение сущности изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
С помощью телевизионной черно-белой ПЗС-камеры путем видеосъемки исследуемых объектов получают многократные изображения, по которым формируют спектрально-текстурные двумерные матрицы уровней видеосигналов.Using a black-and-white television CCD camera by video recording of the studied objects, multiple images are obtained, which form the spectral-texture two-dimensional matrixes of the levels of video signals.
Уровни видеосигналов зависят от спектральных коэффициентов отражения (пропускания) световых потоков, излучаемых люминесцентными светодиодами в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, от исследуемых объектов. Полученная информация используется для оценки сходства объекта с эталоном.The levels of video signals depend on the spectral reflection (transmission) coefficients of the light flux emitted by the fluorescent LEDs in the ultraviolet, visible and infrared ranges, from the objects being studied. The obtained information is used to assess the similarity of the object with the standard.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг. 1. показан результат обработки данных по способу, принятому за прототип;In FIG. 1. shows the result of data processing by the method adopted for the prototype;
на Фиг. 2. приведена схема реализации способа.in FIG. 2. shows a diagram of the implementation of the method.
на Фиг. 3. приведена лепестковая диаграмма сравнения объекта и эталона по спектральному признаку в неполяризованном свете;in FIG. 3. The petal diagram of the comparison of the object and the standard by the spectral feature in unpolarized light is shown;
на Фиг. 4 показана гистограмма сравнения объекта и эталона по спектральному признаку в неполяризованном свете;in FIG. 4 shows a histogram comparing an object and a standard by spectral feature in unpolarized light;
на Фиг. 5 показано сравнение текстур объекта и эталона в зеленом спектральном диапазоне в неполяризованном свете.in FIG. Figure 5 shows a comparison of the textures of an object and a reference in the green spectral range in unpolarized light.
на Фиг. 6 показано сравнение текстур объекта и эталона в синем спектральном диапазоне в линейно-поляризованном свете.in FIG. Figure 6 shows a comparison of the textures of an object and a reference in the blue spectral range in linearly polarized light.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
Выполняют калибровку UV, В, G, R и IR видеоканалов по калибровочному шаблону, добиваясь получения одинакового размаха видеосигнала в каналах регулировкой экспозиции ПЗС-камеры (путем изменения освещенности в каждом канале или времени выдержки).Calibrate UV, B, G, R, and IR video channels using a calibration template, achieving the same video signal span in the channels by adjusting the exposure of the CCD camera (by changing the illumination in each channel or exposure time).
Получают многокадровые изображения образца в UV, В, G, R и IR-видеоканалах, набирая N кадров для статистической обработки. При этом экспозицию не регулируют.Receive multi-frame images of the sample in UV, B, G, R and IR-video channels, gaining N frames for statistical processing. In this case, the exposure is not regulated.
В результате получают N двумерных матриц измеренных значений сигналов образца и эталона, которые имеют вид:As a result, N two-dimensional matrices of measured values of the sample and reference signals are obtained, which have the form:
, ,
где Ψ - спектральный диапазон,where Ψ is the spectral range,
хij - измеренное значение j-го элемента i-ой строки матрицы М.x ij is the measured value of the j-th element of the i-th row of the matrix M.
Сравнение спектральных образов образца и эталона.Comparison of the spectral images of the sample and the standard.
Для каждой матрицы, полученной в серии N измерений в данном спектральном диапазоне Ψ, выполняют операцию усреднения:For each matrix obtained in a series of N measurements in a given spectral range Ψ, the averaging operation is performed:
, ,
где - среднее значение матрицы чисел, полученныхWhere is the average value of the matrix of numbers obtained
при съемке в данном спектральном диапазоне,when shooting in this spectral range,
n - число элементов в ТВ-кадре,n is the number of elements in the TV frame,
m - число строк в ТВ-кадре.m is the number of lines in the TV frame.
Вычисляют среднее значение чисел каждой из N матриц в данном спектральном диапазоне:The average value of the numbers of each of the N matrices in this spectral range is calculated:
и находят среднее средних значений этих матриц, измеренных в данном спектральном диапазоне:and find the average of the average values of these matrices, measured in this spectral range:
. .
Полученное число характеризует спектральный образ объекта в данном спектральном диапазоне KΨ. Как известно, при выполнении такого усреднения точность измерения возрастает в раз.The resulting number characterizes the spectral image of the object in the given spectral range K Ψ . As is known, when performing such averaging, the measurement accuracy increases in time.
Находят среднее (), дисперсию (σ) и стандартное отклонение среднего () в каждом спектральном диапазоне для образца и эталона по известным формулам математической статистики.Find the average ( ), variance (σ) and standard deviation of the mean ( ) in each spectral range for the sample and standard according to well-known formulas of mathematical statistics.
Выполняют сравнение данных. Для этого определяют максимальное значение среднего () из измерений для образца и эталона и нормируют по нему все остальные значения среднего. Полученные нормированные значения являются относительными спектральными коэффициентами диффузного отражения исследуемого образца и эталона k0 и kэ.Perform data comparison. To do this, determine the maximum value of the average ( ) from measurements for the sample and standard and normalize all other values of the average according to it. The obtained normalized values are the relative spectral coefficients of diffuse reflection of the test sample and the standard k 0 and k e .
Определяют различие между данными измерений образца и эталона. Для этого находят разность между относительными спектральными коэффициентами диффузного отражения эталона и образца k0 и kэ в каждом спектральном диапазоне.The difference between the measurement data of the sample and the standard is determined. To do this, find the difference between the relative spectral coefficients of diffuse reflection of the standard and the sample k 0 and k e in each spectral range.
Определяют суммарную погрешность нормированных значений измерений эталона и исследуемого образца, а затем находят значимость различий между результатами измерений эталона и исследуемого образца в каждом спектральном диапазоне.The total error of the standardized measurement values of the standard and the test sample is determined, and then the significance of the differences between the measurement results of the standard and the test sample in each spectral range is found.
Представляют результаты сравнения данных образца и эталона в графическом виде. Для этого строят лепестковые диаграммы или гистограммы (Фиг. 3 и Фиг. 4), которые наглядно показывают отличие образца от эталона.Present the results of comparing the data of the sample and the standard in graphical form. For this, lobe charts or histograms are constructed (Fig. 3 and Fig. 4), which clearly show the difference between the sample and the standard.
В Таблице 1 приведена разность площадей лепестковых диаграмм, показанных на Фиг. 3.Table 1 shows the difference in the area of the petal diagrams shown in FIG. 3.
В Таблице 2 приведен результат аналитического сравнения спектральных коэффициентов отражения двух сортов соевой муки, вычислена суммарная погрешность измерений и определена значимость различий, исходя из доверительного интервала при коэффициенте доверия 95,4%.Table 2 shows the result of an analytical comparison of the spectral reflection coefficients of two soybean flour varieties, the total measurement error is calculated, and the significance of the differences is determined based on the confidence interval at a confidence coefficient of 95.4%.
Определена также мера сходства между образцом и эталоном соевой муки по формуле:A measure of similarity between the sample and the standard of soybean flour was also determined by the formula:
где: - нормированные значения спектральных коэффициентов отражения эталона (α) и образца (β),Where: - normalized values of the spectral reflection coefficients of the standard (α) and sample (β),
Ψ - спектральный диапазон.Ψ is the spectral range.
Мера сходства в данном конкретном случае составила величину М=0,83.The measure of similarity in this particular case was M = 0.83.
Для количественного определения различий между объектом и эталоном по известным формулам планиметрии определяют площади лепестковых диаграмм и вычисляют разность этих площадей.To quantify the differences between the object and the standard, the areas of the petal diagrams are determined by the known planimetric formulas and the difference between these areas is calculated.
где SЭ - площадь диаграммы эталона,where S E - the area of the diagram of the standard,
SO - площадь диаграммы образца.S O is the area of the sample diagram.
Определяют меру сходства (М) образца и эталона по формуле:Determine the measure of similarity (M) of the sample and the standard by the formula:
, ,
где kЭ и kO - относительные спектральные коэффициенты отражения эталона и образца в выбранном спектральном диапазоне.where k and E k O - relative spectral reflectances and the reference sample in the selected spectral range.
UV, В, G, R, IR - спектральные диапазоны.UV, B, G, R, IR - spectral ranges.
Дополнительная информация может быть получена при обработке матриц, полученных при съемке эталона и образца в поляризованном свете.Additional information can be obtained by processing the matrices obtained by shooting the standard and the sample in polarized light.
Сравнение текстурных образов образца и эталона.Comparison of texture images of the sample and standard.
Для сравнения текстур суммируют полученные при измерениях значения элементов матриц образца (или эталона), делят затем эти значения на число матриц N и получают матрицы структурных образов Y образца (эталона):For texture comparison, the values of matrix elements of the sample (or standard) obtained during measurements are summarized, then these values are divided by the number of matrices N and matrixes of structural images of the Y sample (standard) are obtained:
, ,
где Ψ - спектральный диапазон,where Ψ is the spectral range,
- измеренное значение j-го элемента i-ой строки матрицы в данном спектральном диапазоне, - the measured value of the j-th element of the i-th row of the matrix in this spectral range,
- усредненное значение j-го элемента i-ой строки матрицы в данном спектральном диапазоне. - the average value of the j-th element of the i-th row of the matrix in this spectral range.
По полученным значениям строят нормированные графики распределения элементов матрицUsing the obtained values, normalized graphs of the distribution of matrix elements are constructed
, ,
где max - максимальное значение элемента матрицы,Where max - the maximum value of the matrix element,
nЭЛ - количество одинаковых элементов матрицы,n EL is the number of identical matrix elements,
nЭЛ.МАХ. - общее число элементов матрицы.n EL.MAX. is the total number of matrix elements.
Затем определяют математическое ожидание и дисперсию этих распределений и выполняют их сравнение. Результаты сравнения могут быть представлены в виде графиков, гистограмм или таблиц.Then the mathematical expectation and variance of these distributions are determined and their comparison is performed. The comparison results can be presented in the form of graphs, histograms or tables.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149085A RU2638910C1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Method of object express control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149085A RU2638910C1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Method of object express control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638910C1 true RU2638910C1 (en) | 2017-12-18 |
Family
ID=60718702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149085A RU2638910C1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Method of object express control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638910C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750294C1 (en) * | 2020-10-08 | 2021-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Video spectrometer for express control of liquid light-transmitting media |
RU2750292C1 (en) * | 2020-10-08 | 2021-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Portable video spectrometer |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178562C1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-01-20 | Краснов Андрей Евгеньевич | Object identification method |
WO2012159012A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Myskin, Inc. | Characterization of food materials by optomagnetic fingerprinting |
-
2016
- 2016-12-14 RU RU2016149085A patent/RU2638910C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178562C1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-01-20 | Краснов Андрей Евгеньевич | Object identification method |
WO2012159012A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Myskin, Inc. | Characterization of food materials by optomagnetic fingerprinting |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Бондаренко А.В. и др. "Телевизионный спектрометр для спектрально-текстурного экспресс-контроля пищевых, биологических и органических сред", ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, No 1, 2012 г., стр. 22-35. * |
Бондаренко А.В. и др. "Телевизионный спектрометр для спектрально-текстурного экспресс-контроля пищевых, биологических и органических сред", ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, No 1, 2012 г., стр. 22-35. Дроханов А.Н. и др. "Телевизионный спектрометр. Программное обеспечение", ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, No 1, 2012 г., стр. 77-103. * |
Дроханов А.Н. и др. "Телевизионный спектрометр. Программное обеспечение", ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, No 1, 2012 г., стр. 77-103. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750294C1 (en) * | 2020-10-08 | 2021-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Video spectrometer for express control of liquid light-transmitting media |
RU2750292C1 (en) * | 2020-10-08 | 2021-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук | Portable video spectrometer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102069935B1 (en) | Colorimetry system for display testing | |
CN105209869B (en) | High precision imaging colorimeter with spectrometer assisted specially designed pattern closed loop calibration | |
US10161796B1 (en) | LED lighting based multispectral imaging system for color measurement | |
CN108020519B (en) | Virtual multi-light-source spectrum reconstruction method based on color constancy | |
CN108027328A (en) | The color measuring of jewel | |
JP2018151165A (en) | Color measurement device, color information processing device, color measurement system, color measurement method, and program | |
WO2021115099A1 (en) | Multispectral ultraviolet light sensitivity measurement system and method | |
CN110926609B (en) | Spectrum reconstruction method based on sample feature matching | |
US20230251193A1 (en) | Uv-vis spectroscopy instrument and methods for color appearance and difference measurement | |
CN210401431U (en) | Cross-platform detection device for detecting fluorescence immunity and colloidal gold reagent strips | |
US10012584B2 (en) | System and method for determining solute concentration in a colored liquid sample | |
RU2638910C1 (en) | Method of object express control | |
BE1012272A5 (en) | Device and method for measuring image colored. | |
US20160116410A1 (en) | Apparatus and method for joint reflectance and fluorescence spectra estimation | |
WO2021179226A1 (en) | Spectrum information obtaining method and spectrum detection device | |
KR100983877B1 (en) | System and method for measuring reflectance of an object | |
CN104236710A (en) | Spectrum super-resolution method of handheld light source color illumination photometry meter | |
Angelini et al. | Remote colorimetric measurements by hyperspectral lidar compared to contact conventional colorimetry | |
CN114827586B (en) | Camera post-irradiation imaging resolution degradation evaluation method based on quantum efficiency of image sensor | |
RU2750292C1 (en) | Portable video spectrometer | |
CN113655038B (en) | Method for nondestructive detection of fruit sugar degree by using smart phone | |
Beyaz | LabVIEW Based Real-time Color Measurement System | |
WO2023210313A1 (en) | Measurement method, measurement system, and information processing method | |
Gugliermetti et al. | The “ID card” of ancient materials: spectral signature, colour and thermal analysis. A tool for the monitoring and conservation of the archaeological heritage | |
Alex et al. | A comparison of animal color measurements using a commercially available digital color sensor and photograph analysis |