CN103185690A - 农产品光谱成像检测中的均匀照射方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农产品光谱成像检测中的均匀照射方法及装置。包括六面体支架、白色尼龙布、黑棉布、遮光罩、CCD相机、光源和托盘；六面体支架四周外侧包覆黑棉布，内侧包覆白色尼龙布，四周的任意一内侧为能拆卸的白色尼龙布，与能拆卸的白色尼龙布同侧的外侧为能拆卸的黑棉布，六面体支架的上面安装遮光罩，CCD相机安装在遮光罩正上方的遮光罩孔中；支架四周内侧安装有光源，托盘放置在六面体支架的中间，托盘上放置被检测的农产品。本发明在光谱成像检测过程中增加均匀照射装置，适合多种形式的照射，并得到比较均匀的光照，解决光谱成像检测中因光照不均匀而产生的图像层次不明显，后期处理不方便等问题，对提高光谱成像检测精度有较大作用。

Description

农产品光谱成像检测中的均匀照射方法及装置
技术领域
本发明涉及农产品的检测方法及装置，尤其是涉及一种农产品光谱成像检测中的均匀照射方法及装置。
背景技术
农产品的检测分级主要涉及到农产品的内部品质和外部品质，目前两者都有相关的技术支持，且在世界各国中都有相关的应用，但是这些技术往往都只能针对内部品质或者外部品质中的一种。光谱成像技术是一种集光谱技术和成像技术于一体的新技术，它能同时用于农产品的内外部品质检测，其图像信息可检测农产品的外部品质，光谱信息则可用于农产品内部品质的检测，从而达到根据农产品内、外部综合品质进行分类的目的。
但是在农产品的实际检测过程中，光在农产品表面或内部的传输是一个非常复杂的过程，它既会被反射和透射，也会被吸收和散射。检测对象物质的不均匀性会引起光照反射和吸收的不均匀，但是大多数情况下，光源对光照不均匀性的影响是最主要的。再加上实验环境的影响，如外部杂光的进入等，这些都会造成检测过程中光照的不均匀。现有的照射方式大多都是直接照射——光源直接照射到检测农产品上，因为光线太强的缘故就会产生光斑，进而出现有些部位很亮而有些部位很暗的现象，这些都是光照不均匀的表现。光照不均匀的直接结果就是检测对象表面入射光不均匀。在检测时，我们需要对入射光进行补偿，以便通过计算得到准确的反射率和透射率，而在实际中，不均匀入射光强的测量是很困难的，这就使得光谱成像检测效果不理想，无法获得预期的图像信息，同时也给后期的图像处理分析带来了很大的困难。这样得到的农产品内、外部品质信息是不准确的，会给分类带来误差甚至是错误。因此合理控制光在检测过程中的传输形式，减少外部实验环境的影响，这些对于在光谱成像检测过程中获得均匀柔和的光照是十分必要的，它在提高农产品的检测精度方面有较大的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农产品光谱成像检测中的均匀照射方法及装置，利用光照经白色尼龙布多次反射传输后趋于均匀的原理，解决光谱成像检测中光照不均匀和外部环境因素的影响问题。
本发明采用的技术方案是：
一、一种农产品光谱成像检测中的均匀照射方法：
在六面体支架四周外侧包覆黑棉布，支架四周内侧包覆白色尼龙布，四周的任意一内侧为能拆卸的白色尼龙布，与能拆卸的白色尼龙布同侧的外侧为能拆卸的黑棉布，六面体支架的上面安装遮光罩，CCD相机安装在遮光罩正上方的遮光罩孔中；支架四周内侧安装有光源，光源照射到白色尼龙布经四周白色尼龙布多次反射后，均匀的光线照射到支架底部的被检测的农产品上，支架四周外侧黑棉布是防止杂光进入。
所述的光源为线光源、面光源或条形光源。
二、一种农产品光谱成像检测中的均匀照射装置： 
本发明包括六面体支架、白色尼龙布、黑棉布、遮光罩、CCD相机、光源和托盘；六面体支架四周外侧包覆黑棉布，六面体支架四周内侧包覆白色尼龙布，四周的任意一内侧为能拆卸的白色尼龙布，与能拆卸的白色尼龙布同侧的外侧为能拆卸的黑棉布，六面体支架的上面安装遮光罩，CCD相机安装在遮光罩正上方的遮光罩孔中；支架四周内侧安装有光源，托盘放置在六面体支架的中间，托盘上放置被检测的农产品。
所述的光源为两个线光源，两个线光源分别安装在聚光棒内，两根聚光棒的两端分别装在各自的支架上，两个线光源对称地固定在六面体支架的上部，通过两端支架上的角度调节螺栓，分别调整两个线光源的照射角度。
所述的光源为四个面光源，四个面光源以相同高度分别安装在各自支架的中部。
所述的光源为四个条形光源，四个条形光源以相同高度分别安装在各自支架的上部中间，四个条形光源上部分别布置有反射板。
本发明具有的有益效果是：
本发明在光谱成像检测过程中增加了均匀照射装置，适合多种形式的照射，并得到了比较均匀的光照，解决了光谱成像检测中因光照不均匀而产生的图像层次不明显，后期处理不方便等问题，对提高光谱成像检测精度有较大作用。
附图说明
图1是本发明的总体结构图。
图2是两个线光源在本发明中的照射形式分布图。
图3是四个面光源在本发明中的照射形式分布图。
图4是四个条形光源在本发明中的照射形式分布图。
图5是在两个线光源照射前被检测番茄的成像效果图。
图6是在两个线光源照射后被检测番茄的成像效果图。
图中：1. 六面体支架，2. 白色尼龙布，3. 黑棉布，4. 遮光罩，5. 遮光罩孔，6. CCD相机，7. 线光源，8. 聚光棒，9. 被检测的农产品，10. 托盘，11. 角度调节螺栓，12. 面光源，13. 条形光源，14. 反射板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括六面体支架1、白色尼龙布2、黑棉布3、遮光罩4、CCD相机6、光源和托盘10；六面体支架1四周外侧包覆黑棉布3，六面体支架1四周内侧包覆白色尼龙布2，四周的任意一内侧为能拆卸的白色尼龙布，与能拆卸的白色尼龙布2同侧的外侧为能拆卸的黑棉布3，六面体支架1的上面安装遮光罩4，CCD相机6安装在遮光罩正上方的遮光罩孔5中；支架四周内侧安装有光源，托盘10放置在六面体支架1的中间，托盘10上放置被检测的农产品9；六面体支架1四周外侧包覆的黑棉布3的一侧，以及与之同侧的的内侧的白色尼龙布2用拉链连接，实现拆卸，方便被检测的农产品9的放入与取出。
如图5、图6所示，不同颜色的区域表示不同光强。使用本发明前，图5中被检测番茄的图像光强分布没有层次；使用本发明后，图6中被检测番茄的图像光强分布层次分明，基本保证了光照的均匀性。
实施例1：
如图2所示，所述的光源为两个线光源7，两个线光源7分别安装在聚光棒8内，两根聚光棒8的两端分别装在各自的支架1上，两个线光源7对称地固定在六面体支架1的上部，通过两端支架1上的角度调节螺栓11，分别调整两个线光源7的照射角度。
当线光源7通电后便会发出两束线性光，分别经白色尼龙布2多次反射而得到比较均匀的光照，并最终照射到置于托盘10上的被检测的农产品9上，CCD相机6通过遮光罩孔5获取图像信息，外层杂光因为黑棉布3的作用而无法进入检测区域。线光源7与水平面所成的角度可以根据实际情况的需要调节角度调节螺栓11，以保证检测过程所用光照均匀。
实施例2：
如图3所示，所述的光源为四个面光源12，四个面光源12以相同高度分别安装在各自支架1的中部。
当面光源12通电后便会发出四束面性光，分别经白色尼龙布2多次反射而得到比较均匀的光照，并最终照射到置于托盘10上的被检测的农产品9上，CCD相机6通过遮光罩孔5获取图像信息。面光源12与白色尼龙布2所成的角度可以根据实际情况的需要调节，以保证检测过程所用光照均匀。
实施例3：
如图4所示，所述的光源为四个条形光源13，四个条形光源13以相同高度分别安装在各自支架1的上部中间，四个条形光源13上部分别布置有反射板14。
当条形光源13通电后便会发出四束条形光，条形光经反光板14和白色尼龙布2的多次反射后得到比较均匀的光照，并最终照射到置于托盘10上的被检测的农产品9上，CCD相机6通过遮光罩孔5获取图像信息，外层杂光因为黑棉布3的作用而无法进入检测区域。条形光源13与水平面所成的角度可以根据实际情况的需要调节，以保证检测过程所用光照均匀。

Claims (6)

1.一种农产品光谱成像检测中的均匀照射方法，其特征在于：在六面体支架四周外侧包覆黑棉布，支架四周内侧包覆白色尼龙布，四周的任意一内侧为能拆卸的白色尼龙布，与能拆卸的白色尼龙布同侧的外侧为能拆卸的黑棉布，六面体支架的上面安装遮光罩，CCD相机安装在遮光罩正上方的遮光罩孔中；支架四周内侧安装有光源，光源照射到白色尼龙布经四周白色尼龙布多次反射后，均匀的光线照射到支架底部的被检测的农产品上，支架四周外侧黑棉布是防止杂光进入。
2.根据权利要求1所述的一种农产品光谱成像检测中的均匀照射方法，其特征在于：所述的光源为线光源、面光源或条形光源。
3.用于权利要求1所述方法的一种农产品光谱成像检测中的均匀照射装置，其特征在于：包括六面体支架（1）、白色尼龙布（2）、黑棉布（3）、遮光罩（4）、CCD相机（6）、光源和托盘（10）；六面体支架（1）四周外侧包覆黑棉布（3），六面体支架（1）四周内侧包覆白色尼龙布（2），四周的任意一内侧为能拆卸的白色尼龙布（2），与能拆卸的白色尼龙布（2）同侧的外侧为能拆卸的黑棉布（3），六面体支架（1）的上面安装遮光罩（4），CCD相机（6）安装在遮光罩（4）正上方的遮光罩孔（5）中；六面体支架（1）四周内侧安装有光源，托盘（10）放置在六面体支架（1）的中间，托盘（10）上放置被检测的农产品（9）。
4.根据权利要求3所述的一种农产品光谱成像检测中的均匀照射装置，其特征在于：所述的光源为两个线光源（7），两个线光源（7）分别安装在聚光棒（8）内，两根聚光棒（8）的两端分别装在各自的支架（1）上，两个线光源（7）对称地固定在六面体支架（1）的上部，通过两端支架（1）上的角度调节螺栓（11），分别调整两个线光源（7）的照射角度。
5.根据权利要求3所述的一种农产品光谱成像检测中的均匀照射装置，其特征在于：所述的光源为四个面光源（12），四个面光源（12）以相同高度分别安装在各自支架（1）的中部。
6.根据权利要求3所述的一种农产品光谱成像检测中的均匀照射装置，其特征在于：所述的光源为四个条形光源（13），四个条形光源（13）以相同高度分别安装在各自支架（1）的上部中间，四个条形光源（13）上部分别布置有反射板（14）。
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