专利名称：一种水果表面损伤热红外成像检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水果表面损伤热红外成像检测系统，用于快速、准确、可靠地 对水果进行表面有无损伤及损伤程度的检测。
背景技术：
表面有损伤的水果不仅可存留时间短，品质下降，而且会影响到其它附近存放的 水果。因此，水果的表面损伤检测在水果的分级、存储和运输过程中发挥着极其重要的作 用。传统的水果表面损伤检测依靠人眼检测和判断，但人眼检测在大量水果分级及表面损 伤检测中不仅耗费的时间长、工作效率低，浪费资源，而且还会因为视觉疲劳发生误判。随 着科技的发展，机器视觉开始代替人眼进行检测。但普通的可见光成像检测水果表面损伤 仍存在以下几方面的缺陷可见光成像的图像和对照射光源及照射角度有关，由于水果形 状各异，所获取的图像因受光照影响较大而难以辨认；水果表面的色斑同样或凹陷同样会 影响图像特征提取，导致普通的图像处理对水果表面损伤检测难度大，检测精度不够高等 缺陷。因此，急需一种快速、准确、可靠地对水果表面损伤进行检测的系统。
发明内容本实用新型提供一种水果表面损伤热红外成像检测系统，该系统可快速采集水果 三个表面的热红外图像，通过图像分析处理软件实现图像的融合、背景温度场的分离、干扰 信息的剔除和特征变量的提取，计算得出水果表面有无损伤及损伤程度。一种水果表面损伤热红外成像检测系统，包括热红外成像系统、自动扭转接头、 固定支架、流水线检测台、USB接口数据线、计算机和电源；流水线检测台置于热红外成像 系统下方；热红外成像系统通过自动扭转接头与固定支架活动连接；热红外成像系统通过 USB接口数据线与计算机相连，计算机内装图像分析处理软件；电源为热红外成像系统和 计算机供电。所述的热红外成像系统型号为ARTCAM-320-THERM0，内含红外检测器，响应波长区 域为3 5iim或8 14 iim，有效像素320(H) X 240 (V)，测量温度范围L范围为-40 150°C，H范围为0 540°C，温度精度为士5%。所述的自动扭转接头为三方位自动扭转接头，可以左上方(-45° )，垂直(0° )和 右上方(45° )三个方位自动扭转接头，采集水果三个表面的热红外图像。所述的流水线检测台为外部触发传送带，传送速度均勻且满足三方位自动扭转接 头在三个方位的热红外图像拍照。所述的图像分析处理软件可进行热红外图像的融合、水果与背景温度场的分离、 基于小波变换的边缘特征提取、表面损伤温度场区分、表面损伤面积计算等功能。水果通过流水线检测台时，自动调节自动扭转接头使热红外成像系统拍摄水果三 个表面的热红外图像，图像数据经过USB接口数据线传输到计算机，计算机内加装的图像 分析处理软件应用背景分离算法将水果图像与背景温度场图像分离，然后由小波变换法的边缘特征提取方法提取低温块与背景温度图像相区分。根据水果损伤处表面温度低于同一 个水果的其它正常表面温度，热红外成像获取水果表面温度分布图像，提取图像中温度偏 低的特征块大小行检测水果表面有无损伤及损伤程度，从而确定水果表面有无损伤和损伤 程度。本实用新型具有的有益效果是(1)系统检测方便、快速、准确，为实现水果表面损伤的在线分级检测提供了方 法；(2)系统结构简单，抗干扰能力强。整台检测设备不须要任何辅助光源系统即可以方便成像，而且图像的噪声小，系统对外部环境的搞干扰能力强；(3)该检测系统采用非接触式分析技术，对水果本身无人为损伤，无破坏性。本实用新型主要用于水果表面损伤的快速、准确检测与识别，并能计算损失面积 大小，进行水果损伤程度的评估。
图1为水果表面损伤热红外成像检测系统的结构示意图；图2为水果表面损伤热红外成像检测系统的工作原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种水果表面损伤热红外成像检测系统包括热红外成像系统1、自动 扭转接头2、固定支架3、流水线检测台4、USB接口数据线5、计算机6和电源8。将热红外成像系统1通过自动扭转接头2安装在固定支架3上。水果通过流水线 检测台4时，自动调节自动扭转接头2使热红外成像系统1拍摄水果三个表面的热红外图 像，图像数据经过USB接口数据线5与计算机6相连，该系统通过外部电源8进行供电。应 用图像分析处理软件7中背景分离算法将水果图像与背景温度场图像分离，然后由小波变 换法的边缘特征提取方法提取低温块与背景温度图像相区分，从而确定水果表面有无损伤 和损伤程度。热红外成像系统1型号为ARTCAM-320-THERM0，内含红外检测器，响应波长区域为 3 5μπι或8 14μπι，有效像素320 (H) X 240 (V)，测量温度范围L范围为-40 150°C， H范围为0 540°C，温度精度为士5%。自动扭转接头2为左上方(-45° )，垂直(0° )和右上(45° )三个方位自动扭 转的三方位自动扭转接头，可采集水果三个表面的热红外图像。流水线检测台4为外部触发传送带，传送速度均勻且满足三方位自动扭转接头2 在三个方位的热红外图像拍照。图像分析处理软件7可进行热红外图像的融合、水果与背景温度场的分离、基于 小波变换的边缘特征提取、表面损伤温度场区分、表面损伤面积计算等功能。
本实用新型的工作原理如图2所示，将热红外成像系统1在三个方位拍摄 到的三幅水果表面温度图像经USB接口数据线5传送给计算机6，通过图像分析处理软件 7，进行图像数据融合后，采用背景分离算法将水果图像与背景温度场图像分离，然后由小 波变换法的边缘特征提取方法提取低温块与背景温度图像相区分，对水果表面损伤进行特征提取，计算特征块面积，然后通过人工智能方法判断水果是否有表面损伤及表面损伤程度。
权利要求一种水果表面损伤热红外成像检测系统，其特征在于包括热红外成像系统(1)、自动扭转接头(2)、固定支架(3)、流水线检测台(4)、USB接口数据线(5)、计算机(6)和电源(8)；流水线检测台(4)置于热红外成像系统(1)下方；热红外成像系统(1)通过自动扭转接头(2)与固定支架(3)活动连接；热红外成像系统(1)通过USB接口数据线(5)与计算机(6)相连；电源(8)为热红外成像系统(1)和计算机(6)供电。
2.根据权利要求1所述的水果表面损伤热红外成像检测系统，其特征在于所述的热 红外成像系统(1)型号为ARTCAM-320-THERM0。
3.根据权利要求1所述的水果表面损伤热红外成像检测系统，其特征在于所述的自 动扭转接头(2)为三方位自动扭转接头。
4.根据权利要求1所述的水果表面损伤热红外成像检测系统，其特征在于所述的流 水线检测台(4)为外部触发传送带。
专利摘要本实用新型公开了一种水果表面损伤热红外成像检测系统，包括热红外成像系统、自动扭转接头、固定支架、流水线检测台、USB接口数据线、计算机和电源；流水线检测台置于热红外成像系统下方；热红外成像系统通过自动扭转接头与固定支架活动连接；热红外成像系统通过USB接口数据线与计算机相连，计算机内装图像分析处理软件；电源为热红外成像系统和计算机供电。利用热红外成像图像处理方法不仅可以方便地防止水果表面斑纹或泥土对损伤检测的干扰，也大大简化了图像处理的复杂程度，提高了水果表面损伤的检测精度，对提高水果表面损伤检测和分级水平具有积极的推动作用。
文档编号G01N21/892GK201575977SQ20092019778
公开日2010年9月8日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者何勇, 刘飞, 聂鹏程 申请人:浙江大学