CN113390833A - 基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，包括脆李表面色泽检测步骤，即采用光源照射脆李表面，拍摄照片获取其表面图像信息，采用计算机对该表面图像信息进行处理，提取其表面颜色特征参数和表面色泽合格预设参数值进行比较判断的步骤，其特征在于，还包括气味识别步骤，即采集脆李挥发气体，检测其中特征性气体的含量，采用计算机进行对比判断，如果特征气体含量超过预设阈值则判断成熟，所述特征性气体为乙烯、醛类气体、醇类气体、酯类气体和或酚类气体中的一种或几种。本发明为专门针对脆李特点设计，具有能够更加准确可靠地判断其是否成熟的优点。

Description

基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法

技术领域

本发明涉及水果检测技术，具体涉及一种基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法。

背景技术

脆李是离核李子（脱骨李）的统称，未成熟时为青色且苦酸涩，完全成熟后为黄色且甜。具有外果皮色泽丰富，果肉脆甜的特点，其品质优良适应能力强，主要分布在我国西南地区，包括江安李、巫山李以及巴山李等均属于该种类，其种植面积和产量逐年增加。

脆李在采摘过程中，极易由于水果的成熟期不一致，导致果农在采摘时容易误判进而导致误采，影响鲜食水果的品质，也不利于水果的存储；在贮藏、运输的过程中，常出现过熟现象，进而导致坏果，严重影响脆李的销售，导致较大的经济损失。当前水果成熟度的检测方法有人为感官检测、理化分析和仪器检测，但均存在一定的不足，难以区分相似的品质。脆李中的糖含量和酸度检测分析中通常采用滴定法，需配制各种化学试剂，操作繁琐，检测效率低，无法实现现场无损检测。脆李的大小、色泽检测通常采用人工肉眼观察的方法，检测速度慢、耗费人力物力，无法达到客观、准确的效果，难以实现标准化、定量化。脆李的香气和味道的检测通常采用人工鼻闻、口尝的方法，外部坏境条件、感官评定人员、制备的样品三个因素会单独或协同影响感官检测结果。在成熟度检测中，乙烯是重要的标志物，在低浓度对其的高度选择性和灵敏性检测，对于调控果实成熟至关重要，然而当前对于乙烯的检测还不成熟。当前乙烯含量的检测方法主要采用气相色谱法，其存在操作繁琐、仪器价格昂贵等问题。此外，脆李成熟度仅从单个指标进行评判不具有整体性、代表性。

CN202110112114.5公开了一种李子分拣机，包括装料区和若干个依次排列的分拣区，所述装料区与所述分拣区之间通过传送带连接，所述分拣区上方设置有视觉识别系统，下方对应设置有收集区；本装置将视觉识别技术灵活运用到李子分拣工艺中，利用设备联动以及计算分析处理，自动准确地按照外观成色将李子进行分类收集，从而分拣出不同成熟度的李子。该发明方案基于直接在李子上方拍照，根据照片识别成色进行分拣；这只是常规的基于李子外表面颜色进行识别分拣的判断方法，判断准确性较低。

故如何，针对脆李自身的特点，开发更加准确地能够实现成熟度检测的方法，成为本领域技术人员有待考虑解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种针对脆李特点设计，能够更加准确地判断其是否成熟的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，包括脆李表面色泽检测步骤，即采用光源照射脆李表面，拍摄照片获取其表面图像信息，采用计算机对该表面图像信息进行处理，提取其表面颜色特征参数和表面色泽合格预设参数值进行比较判断的步骤，其特征在于，还包括气味识别步骤，即采集脆李挥发气体，检测其中特征性气体的含量，采用计算机进行对比判断，如果特征气体含量超过预设阈值则判断成熟，所述特征性气体为乙烯、醛类气体、醇类气体、酯类气体和或酚类气体中的一种或几种。

这样是因为，脆李成熟后，表面颜色会逐渐变黄，同时果肉成熟后，会挥发出乙烯、醛类、醇类、酯类、酚类等特征性气体。故同时采用拍照进行颜色对比，以及采集挥发气体进行对比判断的方式，可以更加准确可靠地检测判断出脆李是否真正成熟，提高判断的精准度。

进一步地，气味识别步骤中采用抽取被检测脆李挥发气体并压缩富集到一个独立的检测腔室中进行气体信息采集检测。

这样是因为正常情况下脆李挥发气体量小，检测反应灵敏度较差，耗时较长。故采用这种方式可以提高检测反应灵敏度和可靠性，缩短检测所需时间。

进一步地，气味识别步骤中采用先对被检测的脆李进行自然催熟一段时间并进行检测。

这样，可以更好地提高脆李挥发气体含量，提高检测反应灵敏度和可靠性，缩短检测时间。其中所述自然催熟，是指将脆李置于一个密闭环境中，对该密闭环境供氧和加热提高其温度，模拟脆李成熟环境并扩大其成熟作用效果（通常主要以提高氧浓度含量的方式扩大其成熟作用效果）进行催熟。该方式催熟效果快速，安全可靠。不会因为添加催熟剂而影响检测效果，同时自然催熟确保了水果食品的天然绿色安全性，符合目前提倡绿色食品、有机食品的发展需求。

进一步地，脆李表面色泽检测步骤时，将脆李置于封闭的检测腔室中，采用脆李上方位置的照明灯作为光源进行照射，在脆李上方设置摄像头摄像进行检测。

这样，可以更好地保证检测光源的统一稳定，避免太阳光以及外界光线的干扰，保证检测结果的可靠性。实施时照明灯为正上方或斜上方均可，摄像头为正上方或者斜上方均可。

进一步地，脆李表面色泽检测步骤时，摄像头摄像后，将图像信息传至计算机，采用RGB色彩提取技术，提取图像中脆李的R值、G值和B值，再分别与其事先设定合格预设参数值进行比较，当R值、G值和B值均大于对应合格预设参数值时判断面色泽检测合格。

这样是因为脆李表面色泽检测，更多是通过其表面颜色进行判断。根据实际检测分析对比，更加成熟的脆李表面颜色更黄，图像提取R、G、B三元色均随脆李成熟度的提高而有所增大，其中R值增大最明显，G值增大程度次之，B值增加更次之。故本申请中在脆李表面色泽检测步骤时采用RGB色彩提取技术，提取三原色分别进行判断，可以通过和阈值比较大小，更加精确地判断出脆李成熟度。实施时，根据图片进行RGB色彩提取的技术自身为成熟现有技术，不在此详细介绍。用于判断的合格预设参数值，可以事先人工选择成熟的脆李试验获得。当然实施时，也可以采用其他方式的图片特征提取技术进行检测判断，例如以h、s、w三元素为特征的图像特征提取处理技术，但具体判断方式需要另外验证，不在此详细介绍。

进一步地，还包括脆李果肉色泽检测步骤，即采用光源透射脆李，拍摄照片获取其果肉透射图像信息，采用计算机提取其果肉颜色特征参数和果肉色泽合格预设参数值进行比较判断的步骤；当表面颜色特征参数大于表面色泽合格预设参数值，同时果肉颜色特征参数大于果肉色泽合格预设参数值时，判断脆李成熟。

这样是因为，脆李成熟后表面颜色开始变黄，通常情况是颜色越黄成熟度越高。但脆李表面颜色变化主要和太阳照射幅度有关，有时候太阳光照射过强，可能导致内部果肉尚未完全成熟时果皮及已发黄。同时有时候未受太阳照射的脆李，即使果肉已经完全成熟后，其表面颜色变化可能相对不够明显。但是脆李成熟后，其果肉一定会转化得为更加晶莹剔透，其果肉透光度会急剧提高。故本方法中，采用了光源透射的方式，使得光源透射脆李果肉，再拍摄其透射图像信息进行检测判断，不同成熟度的脆李，透射亮度完全不同，即可更加精确地判断出脆李成熟与否。然后同时采用两种基于视觉识别的方式，结合起来进行判断检测，就能够极大地提高检测的精确度和可靠性。

进一步地，脆李果肉色泽检测步骤时，将脆李置于封闭的检测腔室中一块水平设置的隔板上的透光孔上，在透光孔下方设置透射检测用光源灯照射，在脆李的斜上方设置摄像头摄像进行检测。

这样，可以更好地保证检测光源的稳定性，避免外界光源干扰。同时隔板的设置保证透射效果，摄像头位于斜上方，是由于脆李被透射后发亮部位为从下方透光孔边缘位置开始向上延伸，脆李成熟度越高，下端向上延伸的发亮区域越大且越亮，故采用斜上方的摄像头，能够更好地检测到脆李下部发亮区域的范围，提高检测精度。同时还可以基于脆李发亮区域范围大小，实现脆李成熟度分级检测。

进一步地，脆李果肉色泽检测步骤时，摄像头摄像后，将图像信息传至计算机，采用分水岭算法进行图像分割处理，再采用迭代法将图像二值化，实现灰度处理，获得黑白二色图片，计算白色部分所占比例大小，再和事先设定合格预设参数值进行比较，大于合格预设参数值即判断脆李果肉色泽检测合格。

这样，是因为脆李果肉色泽检测步骤中，是根据脆李被光线透射后的亮度不同进行检测。故采用将图像二值化黑白处理后检测白色区域所占比例大小，记得得到发亮区域比例大小。并作为判断果肉是否成熟的标准，更加准确可靠。其中，所述分水岭算法、迭代法等具体步骤属于成熟现有技术，不在此详细介绍。

这样本申请中，针对脆李表面色泽检测步骤和脆李果肉色泽检测步骤，分别采用了不同的图像处理算法，使其各自更具有针对性，可以更好地进行各自步骤判断。同时采用不同的图像处理算法综合判断，也降低了因为算法单一导致误判断的可能性。更好地提高了检测的可靠性。同时上述方案中，脆李果肉色泽检测步骤的相关方案完全是由申请人第一次提出，尤其是采用灯光透射果肉检测其亮度的方式来判断脆李是否成熟，是非常具有原创性的检测方案，该方案完全具有单独实施的可行性，其单独实施同样具有较高的判断可靠性，且实施相对更加简单易行。

进一步地，本方法采用以下的多重检测方式的脆李成熟度检测设备实现，所述多重检测方式的脆李成熟度检测设备，包括壳体，壳体内部为检测腔室，壳体上设置有能够打开检测腔室的门，检测腔室内部设置有载物台，还包括视觉识别检测系统，视觉识别检测系统包括载物台上方设置的照明灯，照明灯作为光源，视觉识别检测系统还包括位于载物台斜上方设置的摄像头，摄像头通过通讯模块和计算机相连；其中，还包括气味识别检测系统，所述气味识别检测系统，包括一个传感器阵列模块，传感器阵列模块位于检测腔室内部或者和检测腔室连通，传感器阵列模块上设置有乙烯传感器、醛类气体传感器、醇类气体传感器、酯类气体传感器和酚类气体传感器中的一种或几种，传感器阵列模块上各传感器和计算机相连。

这样，计算机中可以预设供实现上述脆李表面色泽检测步骤和气味识别步骤的软件模块；其中脆李表面色泽检测步骤的软件模块包括RGB色彩提取判断模块，RGB色彩提取判断模块用于提取图像中脆李的R值、G值和B值，再分别与其事先设定合格预设参数值进行比较，当R值、G值和B值均大于对应合格预设参数值时判断面色泽检测合格；气味识别步骤的软件模块可以对脆李在检测腔室内挥发出的气体中各成分含量进行检测对比判断，对应的气体含量超过预设阈值则判断成熟，预设阈值可以通过事先试验测定。则可以更好地辅助实现脆李成熟度的精确判断。其中传感器阵列模块中集成了多种气体传感器，可以更好地帮助实现脆李多级分级识别，以利于分级储存或运输。例如酯类、酚类气体检测成分较高，表明成熟度较好，而醛类、醇类气体检测成分较高表明脆李有可能过于成熟而不适于储存或运输，需要尽快食用。

进一步地，所述气味识别检测系统还包括一个设置于载物台上方的气流罩，气流罩呈锥斗形，气流罩上端通过抽气管道连接到一个气体检测室，抽气管道上安装有气泵和通向气体检测室的单向阀，气体检测室内设置所述传感器阵列模块。

这样，采用抽气的方式，将载物台上脆李挥发出的气体抽入到气体检测室内，实现采集气体的富集，提高挥发成分气体的含量比例，极大地缩短了检测的时间且提高了检测灵敏度和精确度。

进一步地，检测腔室内还设置有加热装置，检测腔室内还接通设置有供氧装置，供氧装置通过供氧管道和检测腔室连通。

这样，可以通过对检测腔室供氧同时加热提高其温度（通常可加热至35-50度左右），模拟脆李成熟环境并扩大其成熟作用效果（通常主要以提高氧浓度含量的方式扩大其成熟作用效果）。使得检测的脆李可以更加快捷地挥发出特征性气体，极大地缩短气味识别检测所需时间。

能够看到，基于上述增设了加热装置和供氧装置后的脆李成熟度检测设备，本发明实质上还公开了一种脆李催熟方法；即将采摘的脆李批量地放置于一个封闭的催熟空间内（即脆李成熟度检测设备的检测室内）；然后通过加热装置提高催熟空间的环境温度，通过供氧装置增大催熟空间的氧气含量，以模拟脆李成熟环境并扩大其成熟作用效果（通常主要以提高氧浓度含量的方式扩大其成熟作用效果），加快脆李呼吸熟化作用过程，实现对脆李的自然模拟催熟。这样和现有技术中依靠各种催熟剂的催熟方式相比，不仅仅催熟方式自然科学、快捷高效，而且不存在任何人工试剂残留，确保了水果食品的天然绿色安全性，符合目前提倡绿色食品、有机食品的发展需求。同时该催熟方法在对脆李催熟的过程中，还可以基于上述设备实时实现对脆李成熟度的检测，保证了催熟过程的可靠性和稳定性，避免了催化过熟导致难以运输和销售甚至难以食用。

进一步地，壳体底部还设置有一个蓄水腔室，蓄水腔室内蓄有水，所述加热装置设置于蓄水腔室内部或相邻处，蓄水腔室上端和检测腔室连通设置。

这样，可以依靠加热装置的温度，蒸发蓄水腔室内的水，使得水蒸发到检测腔室内，提高检测腔室的湿度。因为脆李在高热、湿润且富氧的环境中能够更好地成熟，故可以更好地模拟出脆李成熟所需的环境情况，提高催熟效果。在检测脆李成熟度以及催熟脆李等使用过程中，均可以更好地缩短所需时间，提高设备使用效率。加热装置优选采用电加热装置以利于控制。

进一步地，蓄水腔室底部倾斜设置且下侧位置设置有排水开关阀。

这样，无需催熟使用时，方便通过排水开关阀排出蓄水腔室内的蓄水，防止设备内部湿度过大造成零件的损害。

进一步地，检测腔室内还设置有温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器，温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器各自和计算机相连，计算机分别和加热装置、供氧装置以及安装在蓄水腔室上端和检测腔室连通位置处的开关控制阀相连并实现控制。

这样，可以实时检测监控检测腔室内的温度、湿度和含氧浓度数据，并控制其处于适宜催熟的程度，保证催熟过程的稳定性和可靠性。

进一步地，载物台上方还设置有扰流风扇。

绕流风扇可以很好地保证检测空气内各处的温度、湿度和含氧量浓度处于均衡状态，使得其内的批量用于检测或者催熟的脆李能够更加均匀地实现催熟。

进一步地，载物台下部设置有储物空间，储物空间内可抽拉地搁置有储物框，储物框上密布设置有孔眼。

这样，当本设备用于批量脆李催熟时，可以采用储物框实现脆李的盛装，提高批量催熟处理脆李的数量。

进一步地，壳体外侧还设置有保温层。

这样，可以保温隔热，有利于保持内部催熟环境。

进一步地，载物台上表面水平设置有一块隔板，隔板上具有供脆李搁置的透光孔，透光孔下方正对设置有透射检测用光源灯。

这样，可以更好地实现脆李果肉色泽检测步骤，具体地说，在计算机中再设置实现脆李果肉色泽检测步骤的软件模块，该实现脆李果肉色泽检测步骤的软件模块包括图像分割处理模块和灰度处理判断模块，图像分割处理模块中采用分水岭算法进行图像分割处理，将发亮部分和其余部分分割开；灰度处理判断模块中采用迭代法实现图像二值化，并实现灰度处理，获得黑白二色图片，计算白色部分所占比例大小，再和事先设定合格预设参数值进行比较，大于合格预设参数值即判断脆李果肉色泽检测合格。然后，依靠照明灯作为光源，单独打开照明灯，依靠摄像头拍摄图像，实现上述脆李表面色泽检测步骤。接着关闭照明灯，单独打开透射检测用光源灯，依靠摄像头拍摄图像，实现上述脆李果肉色泽检测步骤。故本装置能够实现两种不同机理的基于图像检测识别技术的脆李成熟度判断操作，能够非常方便精确可靠地判断出脆李的成熟度大小。实施时透光孔大小以脆李能够搁置于其上并方便光线穿透脆李射出为准，通常可取2-3cm左右直径大小。

进一步地，隔板下方设置有封闭的光源设置腔室，透射检测用光源灯安装在光源设置腔室中。这样，可以保证透射检测用光源的光线只从透光孔穿出。

进一步地，隔板上阵列排布设置有多个透光孔。这样可以一次性实现一批脆李的检测，当一批脆李中规定比例（例如90%）的脆李满足检测要求，即可判断该批脆李成熟。这样，可以更加方便快捷地实现批量的脆李成熟度判断。更加具有指导生产应用的实际意义。

进一步地，每个透光孔下方正中位置均安装有一个透射检测用光源灯，各透射检测用光源灯并联设置，各透射检测用光源灯各自所在电路支路中还串联设置有一个检测开关，检测开关用于在检测到透光孔上放置了物品后接通电路支路。

这样，各个透光孔上放置上了脆李后，检测开关再控制下方对应的透射检测用光源灯打开，实现对该透光孔上的脆李的检测。这样未放置脆李的透光孔下方的透射检测用光源灯不会打开产生干涉，故可以更好地保证检测精确度。具体实施时检测开关可以为安装在透光孔上的压电开关或者接触开关或者接近开关等方式均可。

进一步地，各透射检测用光源灯外设置有一个锥筒形的反射灯罩，反射灯罩大直径端向上且和对应的透光孔相接。

这样，进一步保证各透射检测用光源灯的光线只针对其上方的透光孔作用，提高其光照效果，且避免了相互干涉，更好地提高了检测可靠性。

进一步地，透射检测用光源灯为led灯泡。这样成本低廉，利于设置。

进一步地，检测腔室内还设置有脆李脱骨检测装置，用于实现对脆李脱骨程度的检测。

这样是因为脆李又名脱骨李，其自身特性为成熟后其果肉和果核之间会脱开形成中空形状，通常越成熟的脆李相对脱骨效果越明显，同时消费者通常更愿意购买脱骨效果更明显的脆李，不仅吃起来口味更佳而且果核更容易完整地分离吐出，故脱骨越明显的脆李品级更高。故在检测脆李成熟度后，可以再通过检测脆李脱骨程度，更好地辅助实现产品分级分拣。

进一步地，脆李脱骨检测装置包括一个水平设置的网眼孔板，网眼孔板下方设置有鼓风道，鼓风道下方设置有鼓风机，网眼孔板周边设置有向上的阻拦件。

这样，鼓风机通过鼓风道鼓风，将强力风流均匀地引导作用到网眼孔板上，检测时，将脆李放置于网眼孔板上。脱骨程度高的脆李内部空间更大，相对密度更小，更容易被鼓风机向上吹起，故调整风流速度大小，即可根据脆李能否被吹离网眼孔板，甚至被吹离网眼孔板的高度大小来判断脆李的脱骨程度大小。进而实现对脆李的分级分拣。同时具有非常方便快捷且不损伤脆李的特点。其中阻拦件可以防止脆李被吹出网眼孔板。作为其他的方式，实施时，还可以采用调配好密度的水溶液，以重选的方式实现脆李脱骨程度的检测，但这种方式可靠性差，操作不便，且脆李沾水后不利于后期储存或食用。

进一步地，阻拦件为竖向设置的3-8cm高度的围布。

这样采用3-8cm高度的围布形成阻拦件，围布为柔性，未鼓风时为柔软状态，方便脆李的放置，检测过程中被吹拂为竖直向上状态，且检测过程中不损伤脆李。

进一步地，围布将网眼孔板分隔为宽度为4-7cm，长度为宽度数倍的长条形。

这样，在宽度方向上恰好能够容纳防止下一个或者两个脆李，能够在宽度方向上将风流进行集中向上吹拂脆李进行检测，还可以最大程度避免阻拦件自身存在对脆李受力的干扰（假如宽度方向上能够放入三个或三个以上脆李，则明显中间位置的脆李和两侧位置的脆李受向上力作用效果会不同，两侧会受到围布干扰），可以更好地保证脆李受力均衡，提高检测的可靠性。

进一步地，围布上密布开设有网眼且网眼从下到上增大设置。

这样风流越向上向外流失越大，故脆李受风流向上托力越小。故可以更好地根据脆李被吹起高度辅助判断其脱骨程度的大小，更加精确地辅助实现脆李分级。

综上所述，本发明为专门针对脆李特点设计，具有能够更加准确可靠地判断其是否成熟的优点。

附图说明

图1为本发明实施时的脆李成熟度检测设备的结构示意图。

图2为图1中取消了正面的门以及面板后显示内部结构的示意图。

图3为图2中单独载物台上表面隔板的示意图。

图4为图2中单独A处放大后的示意图。

图5为图2中单独围布的示意图。

图6为实施时三种不同成熟度脆李，在脆李果肉色泽检测步骤中，分别在摄像头拍摄后、图像分割处理后和图像二值化灰度处理后得到的照片对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

最优实施方式：一种基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，包括脆李表面色泽检测步骤，即采用光源照射脆李表面，拍摄照片获取其表面图像信息，采用计算机对该表面图像信息进行处理，提取其表面颜色特征参数和表面色泽合格预设参数值进行比较判断的步骤，其中，还包括气味识别步骤，即采集脆李挥发气体，检测其中特征性气体的含量，采用计算机进行对比判断，如果特征气体含量超过预设阈值则判断成熟，所述特征性气体为乙烯、醛类气体、醇类气体、酯类气体和或酚类气体中的一种或几种。

这样是因为，脆李成熟后，表面颜色会逐渐变黄，同时果肉成熟后，会挥发出乙烯、醛类、醇类、酯类、酚类等特征性气体。故同时采用拍照进行颜色对比，以及采集挥发气体进行对比判断的方式，可以更加准确可靠地检测判断出脆李是否真正成熟，提高判断的精准度。

其中，气味识别步骤中采用抽取被检测脆李挥发气体并压缩富集到一个独立的检测腔室中进行气体信息采集检测。

这样是因为正常情况下脆李挥发气体量小，检测反应灵敏度较差，耗时较长。故采用这种方式可以提高检测反应灵敏度和可靠性，缩短检测所需时间。

其中，气味识别步骤中采用先对被检测的脆李进行自然催熟一段时间并进行检测。

这样，可以更好地提高脆李挥发气体含量，提高检测反应灵敏度和可靠性，缩短检测时间。其中所述自然催熟，是指将脆李置于一个密闭环境中，对该密闭环境供氧和加热提高其温度，模拟脆李成熟环境并扩大其成熟作用效果（通常主要以提高氧浓度含量的方式扩大其成熟作用效果）进行催熟。该方式催熟效果快速，安全可靠。不会因为添加催熟剂而影响检测效果，同时自然催熟确保了水果食品的天然绿色安全性，符合目前提倡绿色食品、有机食品的发展需求。

其中，脆李表面色泽检测步骤时，将脆李置于封闭的检测腔室中，采用脆李上方位置的照明灯作为光源进行照射，在脆李上方设置摄像头摄像进行检测。

这样，可以更好地保证检测光源的统一稳定，避免太阳光以及外界光线的干扰，保证检测结果的可靠性。实施时照明灯为正上方或斜上方均可，摄像头为正上方或者斜上方均可。

其中，脆李表面色泽检测步骤时，摄像头摄像后，将图像信息传至计算机，采用RGB色彩提取技术，提取图像中脆李的R值、G值和B值，再分别与其事先设定合格预设参数值进行比较，当R值、G值和B值均大于对应合格预设参数值时判断面色泽检测合格。

这样是因为脆李表面色泽检测，更多是通过其表面颜色进行判断。根据实际检测分析对比，更加成熟的脆李表面颜色更黄，图像提取R、G、B三元色均随脆李成熟度的提高而有所增大，其中R值增大最明显，G值增大程度次之，B值增加更次之。故本申请中在脆李表面色泽检测步骤时采用RGB色彩提取技术，提取三原色分别进行判断，可以通过和阈值比较大小，更加精确地判断出脆李成熟度。实施时，根据图片进行RGB色彩提取的技术自身为成熟现有技术，不在此详细介绍。用于判断的合格预设参数值，可以事先人工选择成熟的脆李试验获得。当然实施时，也可以采用其他方式的图片特征提取技术进行检测判断，例如以h、s、w三元素为特征的图像特征提取处理技术，但具体判断方式需要另外验证，不在此详细介绍。

本实施方式中，还包括脆李果肉色泽检测步骤，即采用光源透射脆李，拍摄照片获取其果肉透射图像信息，采用计算机提取其果肉颜色特征参数和果肉色泽合格预设参数值进行比较判断的步骤；当表面颜色特征参数大于表面色泽合格预设参数值，同时果肉颜色特征参数大于果肉色泽合格预设参数值时，判断脆李成熟。

这样是因为，脆李成熟后表面颜色开始变黄，通常情况是颜色越黄成熟度越高。但脆李表面颜色变化主要和太阳照射幅度有关，有时候太阳光照射过强，可能导致内部果肉尚未完全成熟时果皮及已发黄。同时有时候未受太阳照射的脆李，即使果肉已经完全成熟后，其表面颜色变化可能相对不够明显。但是脆李成熟后，其果肉一定会转化得为更加晶莹剔透，其果肉透光度会急剧提高。故本方法中，采用了光源透射的方式，使得光源透射脆李果肉，再拍摄其透射图像信息进行检测判断，不同成熟度的脆李，透射亮度完全不同，即可更加精确地判断出脆李成熟与否。然后同时采用两种基于视觉识别的方式，结合起来进行判断检测，就能够极大地提高检测的精确度和可靠性。

其中，脆李果肉色泽检测步骤时，将脆李置于封闭的检测腔室中一块水平设置的隔板上的透光孔上，在透光孔下方设置透射检测用光源灯照射，在脆李的斜上方设置摄像头摄像进行检测。

这样，可以更好地保证检测光源的稳定性，避免外界光源干扰。同时隔板的设置保证透射效果，摄像头位于斜上方，是由于脆李被透射后发亮部位为从下方透光孔边缘位置开始向上延伸，脆李成熟度越高，下端向上延伸的发亮区域越大且越亮，故采用斜上方的摄像头，能够更好地检测到脆李下部发亮区域的范围，提高检测精度。同时还可以基于脆李发亮区域范围大小，实现脆李成熟度分级检测。

其中，脆李果肉色泽检测步骤时，摄像头摄像后，将图像信息传至计算机，采用分水岭算法进行图像分割处理，再采用迭代法将图像二值化，实现灰度处理，获得黑白二色图片，计算白色部分所占比例大小，再和事先设定合格预设参数值进行比较，大于合格预设参数值即判断脆李果肉色泽检测合格。

这样，是因为脆李果肉色泽检测步骤中，是根据脆李被光线透射后的亮度不同进行检测。故采用将图像二值化黑白处理后检测白色区域所占比例大小，记得得到发亮区域比例大小。并作为判断果肉是否成熟的标准，更加准确可靠。其中，所述分水岭算法、迭代法等具体步骤属于成熟现有技术，不在此详细介绍。参照图6为三种不同成熟度脆李，在脆李果肉色泽检测步骤中，从左到右分别为在摄像头拍摄后、图像分割处理后和图像二值化灰度处理后得到的照片对比图。三种不同成熟度脆李为上方为低度成熟，中间为中度成熟，下方为高度成熟。左边为摄像头拍摄后照片，中间为图像分割处理后照片，右边为图像二值化灰度处理后照片。其中左边和中间照片原本为脆李原色，因申报文本格式要求处理取消了色彩。从图6可以看出，越成熟的脆李，图像二值化后，白色的发亮区域比例越大，区分非常明显，故作为果肉是否成熟判断标准，准确度高且能够很好地辅助实现分级分拣。

这样本申请中，针对脆李表面色泽检测步骤和脆李果肉色泽检测步骤，分别采用了不同的图像处理算法，使其各自更具有针对性，可以更好地进行各自步骤判断。同时采用不同的图像处理算法综合判断，也降低了因为算法单一导致误判断的可能性。更好地提高了检测的可靠性。同时上述方案中，脆李果肉色泽检测步骤的相关方案完全是由申请人第一次提出，尤其是采用灯光透射果肉检测其亮度的方式来判断脆李是否成熟，是非常具有原创性的检测方案，该方案完全具有单独实施的可行性，其单独实施同样具有较高的判断可靠性，且实施相对更加简单易行。

本实施方式中，本方法采用多重检测方式的脆李成熟度检测设备实现，所述多重检测方式的脆李成熟度检测设备如图1-5所示，包括壳体1，壳体1内部为检测腔室2，壳体1上设置有能够打开检测腔室的门3，检测腔室2内部设置有载物台4，还包括视觉识别检测系统，视觉识别检测系统包括载物台上方设置的照明灯5，照明灯5作为光源，视觉识别检测系统还包括位于载物台斜上方设置的摄像头6，摄像头6通过通讯模块和计算机7相连；其中，还包括气味识别检测系统，所述气味识别检测系统，包括一个传感器阵列模块17，传感器阵列模块17位于检测腔室内部或者和检测腔室连通，传感器阵列模块上设置有乙烯传感器、醛类气体传感器、醇类气体传感器、酯类气体传感器和酚类气体传感器中的一种或几种，传感器阵列模块上各传感器和计算机相连。

这样，计算机中可以预设供实现上述脆李表面色泽检测步骤和气味识别步骤的软件模块；其中脆李表面色泽检测步骤的软件模块包括RGB色彩提取判断模块，RGB色彩提取判断模块用于提取图像中脆李的R值、G值和B值，再分别与其事先设定合格预设参数值进行比较，当R值、G值和B值均大于对应合格预设参数值时判断面色泽检测合格；气味识别步骤的软件模块可以对脆李在检测腔室内挥发出的气体中各成分含量进行检测对比判断，对应的气体含量超过预设阈值则判断成熟，预设阈值可以通过事先试验测定。则可以更好地辅助实现脆李成熟度的精确判断。其中传感器阵列模块中集成了多种气体传感器，可以更好地帮助实现脆李多级分级识别，以利于分级储存或运输。例如酯类、酚类气体检测成分较高，表明成熟度较好，而醛类、醇类气体检测成分较高表明脆李有可能过于成熟而不适于储存或运输，需要尽快食用。

其中，所述气味识别检测系统还包括一个设置于载物台上方的气流罩13，气流罩呈锥斗形，气流罩13上端通过抽气管道连接到一个气体检测室14，抽气管道上安装有气泵15和通向气体检测室的单向阀16，气体检测室内设置所述传感器阵列模块17。

这样，采用抽气的方式，将载物台上脆李挥发出的气体抽入到气体检测室内，实现采集气体的富集，提高挥发成分气体的含量比例，极大地缩短了检测的时间且提高了检测灵敏度和精确度。

其中，检测腔室内还设置有加热装置18，检测腔室2内还接通设置有供氧装置19，供氧装置19通过供氧管道和检测腔室2连通。

这样，可以通过对检测腔室供氧同时加热提高其温度（通常可加热至35-50度左右），模拟脆李成熟环境并扩大其成熟作用效果（通常主要以提高氧浓度含量的方式扩大其成熟作用效果）。使得检测的脆李可以更加快捷地挥发出特征性气体，极大地缩短气味识别检测所需时间。

能够看到，基于上述增设了加热装置和供氧装置后的脆李成熟度检测设备，本发明实质上还公开了一种脆李催熟方法；即将采摘的脆李批量地放置于一个封闭的催熟空间内（即脆李成熟度检测设备的检测室内）；然后通过加热装置提高催熟空间的环境温度，通过供氧装置增大催熟空间的氧气含量，以模拟脆李成熟环境并扩大其成熟作用效果（通常主要以提高氧浓度含量的方式扩大其成熟作用效果），加快脆李呼吸熟化作用过程，实现对脆李的自然模拟催熟。这样和现有技术中依靠各种催熟剂的催熟方式相比，不仅仅催熟方式自然科学、快捷高效，而且不存在任何人工试剂残留，确保了水果食品的天然绿色安全性，符合目前提倡绿色食品、有机食品的发展需求。同时该催熟方法在对脆李催熟的过程中，还可以基于上述设备实时实现对脆李成熟度的检测，保证了催熟过程的可靠性和稳定性，避免了催化过熟导致难以运输和销售甚至难以食用。

其中，壳体1底部还设置有一个蓄水腔室20，蓄水腔室20内蓄有水，所述加热装置18设置于蓄水腔室20内部或相邻处，蓄水腔室上端和检测腔室连通设置。

这样，可以依靠加热装置的温度，蒸发蓄水腔室内的水，使得水蒸发到检测腔室内，提高检测腔室的湿度。因为脆李在高热、湿润且富氧的环境中能够更好地成熟，故可以更好地模拟出脆李成熟所需的环境情况，提高催熟效果。在检测脆李成熟度以及催熟脆李等使用过程中，均可以更好地缩短所需时间，提高设备使用效率。加热装置优选采用电加热装置以利于控制。

其中，蓄水腔室20底部倾斜设置且下侧位置设置有排水开关阀。

这样，无需催熟使用时，方便通过排水开关阀排出蓄水腔室内的蓄水，防止设备内部湿度过大造成零件的损害。

其中，检测腔室内还设置有温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器（图中未显示），温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器各自和计算机7相连，计算机分别和加热装置18、供氧装置19以及安装在蓄水腔室上端和检测腔室连通位置处的开关控制阀相连并实现控制。

这样，可以实时检测监控检测腔室内的温度、湿度和含氧浓度数据，并控制其处于适宜催熟的程度，保证催熟过程的稳定性和可靠性。

其中，载物台4上方还设置有扰流风扇21。

绕流风扇可以很好地保证检测空气内各处的温度、湿度和含氧量浓度处于均衡状态，使得其内的批量用于检测或者催熟的脆李能够更加均匀地实现催熟。

其中，载物台4下部设置有储物空间，储物空间内可抽拉地搁置有储物框22，储物框上密布设置有孔眼。

这样，当本设备用于批量脆李催熟时，可以采用储物框实现脆李的盛装，提高批量催熟处理脆李的数量。

其中，壳体1外侧还设置有保温层。

这样，可以保温隔热，有利于保持内部催熟环境。

其中，载物台上表面水平设置有一块隔板8，隔板8上具有供脆李搁置的透光孔9，透光孔9下方正对设置有透射检测用光源灯10。

这样，可以更好地实现脆李果肉色泽检测步骤，具体地说，在计算机中再设置实现脆李果肉色泽检测步骤的软件模块，该实现脆李果肉色泽检测步骤的软件模块包括图像分割处理模块和灰度处理判断模块，图像分割处理模块中采用分水岭算法进行图像分割处理，将发亮部分和其余部分分割开；灰度处理判断模块中采用迭代法实现图像二值化，并实现灰度处理，获得黑白二色图片，计算白色部分所占比例大小，再和事先设定合格预设参数值进行比较，大于合格预设参数值即判断脆李果肉色泽检测合格。然后，依靠照明灯作为光源，单独打开照明灯，依靠摄像头拍摄图像，实现上述脆李表面色泽检测步骤。接着关闭照明灯，单独打开透射检测用光源灯，依靠摄像头拍摄图像，实现上述脆李果肉色泽检测步骤。故本装置能够实现两种不同机理的基于图像检测识别技术的脆李成熟度判断操作，能够非常方便精确可靠地判断出脆李的成熟度大小。实施时透光孔大小以脆李能够搁置于其上并方便光线穿透脆李射出为准，通常可取2-3cm左右直径大小。

其中，隔板下方设置有封闭的光源设置腔室，透射检测用光源灯10安装在光源设置腔室中。这样，可以保证透射检测用光源的光线只从透光孔穿出。

其中，隔板上阵列排布设置有多个透光孔9。这样可以一次性实现一批脆李的检测，当一批脆李中规定比例（例如90%）的脆李满足检测要求，即可判断该批脆李成熟。这样，可以更加方便快捷地实现批量的脆李成熟度判断。更加具有指导生产应用的实际意义。

其中，每个透光孔9下方正中位置均安装有一个透射检测用光源灯10，各透射检测用光源灯10并联设置，各透射检测用光源灯各自所在电路支路中还串联设置有一个检测开关11，检测开关11用于在检测到透光孔上放置了物品后接通电路支路。

这样，各个透光孔上放置上了脆李后，检测开关再控制下方对应的透射检测用光源灯打开，实现对该透光孔上的脆李的检测。这样未放置脆李的透光孔下方的透射检测用光源灯不会打开产生干涉，故可以更好地保证检测精确度。具体实施时检测开关可以为安装在透光孔上的压电开关或者接触开关或者接近开关等方式均可。

其中，各透射检测用光源灯10外设置有一个锥筒形的反射灯罩12，反射灯罩12大直径端向上且和对应的透光孔9相接。

这样，进一步保证各透射检测用光源灯的光线只针对其上方的透光孔作用，提高其光照效果，且避免了相互干涉，更好地提高了检测可靠性。

其中，透射检测用光源灯10为led灯泡。这样成本低廉，利于设置。

其中，检测腔室2内还设置有脆李脱骨检测装置，用于实现对脆李脱骨程度的检测。

这样是因为脆李又名脱骨李，其自身特性为成熟后其果肉和果核之间会脱开形成中空形状，通常越成熟的脆李相对脱骨效果越明显，同时消费者通常更愿意购买脱骨效果更明显的脆李，不仅吃起来口味更佳而且果核更容易完整地分离吐出，故脱骨越明显的脆李品级更高。故在检测脆李成熟度后，可以再通过检测脆李脱骨程度，更好地辅助实现产品分级分拣。

其中，脆李脱骨检测装置包括一个水平设置的网眼孔板23，网眼孔板下方设置有鼓风道24，鼓风道下方设置有鼓风机25，网眼孔板周边设置有向上的阻拦件26。

这样，鼓风机通过鼓风道鼓风，将强力风流均匀地引导作用到网眼孔板上，检测时，将脆李放置于网眼孔板上。脱骨程度高的脆李内部空间更大，相对密度更小，更容易被鼓风机向上吹起，故调整风流速度大小，即可根据脆李能否被吹离网眼孔板，甚至被吹离网眼孔板的高度大小来判断脆李的脱骨程度大小。进而实现对脆李的分级分拣。同时具有非常方便快捷且不损伤脆李的特点。其中阻拦件可以防止脆李被吹出网眼孔板。作为其他的方式，实施时，还可以采用调配好密度的水溶液，以重选的方式实现脆李脱骨程度的检测，但这种方式可靠性差，操作不便，且脆李沾水后不利于后期储存或食用。

其中，阻拦件26为竖向设置的3-8cm高度的围布。

这样采用3-8cm高度的围布形成阻拦件，围布为柔性，未鼓风时为柔软状态，方便脆李的放置，检测过程中被吹拂为竖直向上状态，且检测过程中不损伤脆李。

其中，围布将网眼孔板分隔为宽度为4-7cm，长度为宽度数倍的长条形。

这样，在宽度方向上恰好能够容纳防止下一个或者两个脆李，能够在宽度方向上将风流进行集中向上吹拂脆李进行检测，还可以最大程度避免阻拦件自身存在对脆李受力的干扰（假如宽度方向上能够放入三个或三个以上脆李，则明显中间位置的脆李和两侧位置的脆李受向上力作用效果会不同，两侧会受到围布干扰），可以更好地保证脆李受力均衡，提高检测的可靠性。

其中，围布上密布开设有网眼27且网眼从下到上增大设置。

这样风流越向上向外流失越大，故脆李受风流向上托力越小。故可以更好地根据脆李被吹起高度辅助判断其脱骨程度的大小，更加精确地辅助实现脆李分级。

Claims (10)

1.一种基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，包括脆李表面色泽检测步骤，即采用光源照射脆李表面，拍摄照片获取其表面图像信息，采用计算机对该表面图像信息进行处理，提取其表面颜色特征参数和表面色泽合格预设参数值进行比较判断的步骤，其特征在于，还包括气味识别步骤，即采集脆李挥发气体，检测其中特征性气体的含量，采用计算机进行对比判断，如果特征气体含量超过预设阈值则判断成熟，所述特征性气体为乙烯、醛类气体、醇类气体、酯类气体和或酚类气体中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，气味识别步骤中采用抽取被检测脆李挥发气体并压缩富集到一个独立的检测腔室中进行气体信息采集检测。

3.如权利要求1所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，气味识别步骤中采用先对被检测的脆李进行自然催熟一段时间并进行检测。

4.如权利要求1所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，脆李表面色泽检测步骤时，将脆李置于封闭的检测腔室中，采用脆李上方位置的照明灯作为光源进行照射，在脆李上方设置摄像头摄像进行检测。

5.如权利要求4所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，脆李表面色泽检测步骤时，摄像头摄像后，将图像信息传至计算机，采用RGB色彩提取技术，提取图像中脆李的R值、G值和B值，再分别与其事先设定合格预设参数值进行比较，当R值、G值和B值均大于对应合格预设参数值时判断面色泽检测合格。

6.如权利要求1所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，采用以下的多重检测方式的脆李成熟度检测设备实现，所述多重检测方式的脆李成熟度检测设备，包括壳体，壳体内部为检测腔室，壳体上设置有能够打开检测腔室的门，检测腔室内部设置有载物台，还包括视觉识别检测系统，视觉识别检测系统包括载物台上方设置的照明灯，照明灯作为光源，视觉识别检测系统还包括位于载物台斜上方设置的摄像头，摄像头通过通讯模块和计算机相连；其中，还包括气味识别检测系统，所述气味识别检测系统，包括一个传感器阵列模块，传感器阵列模块位于检测腔室内部或者和检测腔室连通，传感器阵列模块上设置有乙烯传感器、醛类气体传感器、醇类气体传感器、酯类气体传感器和酚类气体传感器中的一种或几种，传感器阵列模块上各传感器和计算机相连。

7.如权利要求6所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，所述气味识别检测系统还包括一个设置于载物台上方的气流罩，气流罩呈锥斗形，气流罩上端通过抽气管道连接到一个气体检测室，抽气管道上安装有气泵和通向气体检测室的单向阀，气体检测室内设置所述传感器阵列模块。

8.如权利要求6所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，检测腔室内还设置有加热装置，检测腔室内还接通设置有供氧装置，供氧装置通过供氧管道和检测腔室连通。

9.如权利要求8所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，壳体底部还设置有一个蓄水腔室，蓄水腔室内蓄有水，所述加热装置设置于蓄水腔室内部或相邻处，蓄水腔室上端和检测腔室连通设置；

蓄水腔室底部倾斜设置且下侧位置设置有排水开关阀；

检测腔室内还设置有温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器，温度传感器、氧气浓度传感器和湿度传感器各自和计算机相连，计算机分别和加热装置、供氧装置以及安装在蓄水腔室上端和检测腔室连通位置处的开关控制阀相连并实现控制；

载物台上方还设置有扰流风扇；

载物台下部设置有储物空间，储物空间内可抽拉地搁置有储物框，储物框上密布设置有孔眼；

壳体外侧还设置有保温层。

10.如权利要求6所述的基于多重检测方式的脆李成熟度判断方法，其特征在于，检测腔室内还设置有脆李脱骨检测装置，用于实现对脆李脱骨程度的检测；

脆李脱骨检测装置包括一个水平设置的网眼孔板，网眼孔板下方设置有鼓风道，鼓风道下方设置有鼓风机，网眼孔板周边设置有向上的阻拦件；

阻拦件为竖向设置的3-8cm高度的围布；围布将网眼孔板分隔为宽度为4-7cm，长度为宽度数倍的长条形；围布上密布开设有网眼且网眼从下到上增大设置。

Images