食物的检测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种食物的检测方法和装置，其中，食物的检测方法包括：S1、接收客户端上传的当前食物的光谱数据；S2、对光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测结果；以及S3、向客户端返回检测结果，以向用户显示检测结果。本发明实施例的食物的检测方法和装置，通过接收客户端上传的当前食物的光谱数据，对光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测结果，以及向客户端返回检测结果，以向用户显示检测结果，降低了食物的检测门槛和检测成本，可实时地获得检测结果，提高了时效性，并且操作方便，提高了便携性。
【专利说明】食物的检测方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机【技术领域】，尤其涉及一种食物的检测方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的不断提高以及食品安全问题的暴露，人们对日常饮食的要求 越来越高，自己所吃的食物是否健康，是否安全，是真是假，甚至食物的组成成分，已成为人 们关注的焦点。
[0003] 对食物的组成成分进行分析，目前还停留在实验室环境。人们如果需要知道食物 的组成成分，则要将食物送往专业权威的检测机构（如食品安全局、科研机构），由专业的 检测人员借助专业设备或试剂测量食物的频谱信息，然后通过化学计量学等专业的知识或 方法对采集后的数据信息进行分析，从而获得分析结果。
[0004] 但是，通过专业的机构获得的分析结果，成本高，时间周期长，无法实时获得结果， 时效性低，并且对于不具备专业知识的人们来说，食物的检测门槛高，操作不便，检测装置 便携性差。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种食物的检测方法，该方法能够降低食物的检测门槛和检测成本，可 实时地获得检测结果，提高时效性，并且操作方便，提高便携性。
[0006] 本发明的第二个目的在于提出一种食物的检测装置。
[0007] 为达上述目的，根据本发明第一方面实施例提出了一种食物的检测方法，包括：S1、接收客户端上传的当前食物的光谱数据；S2、对所述光谱数据进行特征提取，并使用预 存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测结果；以及S3、向所述客户端返回所 述检测结果，以向用户显示所述检测结果。
[0008] 本发明实施例的食物的检测方法，通过接收客户端上传的当前食物的光谱数据， 对光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测 结果，以及向客户端返回检测结果，以向用户显示检测结果，降低了食物的检测门槛和检测 成本，可实时地获得检测结果，提高了时效性，并且操作方便，提高了便携性。
[0009] 为达上述目的，根据本发明第二方面实施例提出了一种食物的检测装置，包括：接 收模块，用于接收客户端上传的当前食物的光谱数据；检测模块，用于对所述光谱数据进行 特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测结果；以及返回模 块，用于向所述客户端返回所述检测结果，以向用户显示所述检测结果。
[0010] 本发明实施例的食物的检测装置，通过接收客户端上传的当前食物的光谱数据， 对光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测 结果，以及向客户端返回检测结果，以向用户显示检测结果，降低了食物的检测门槛和检测 成本，可实时地获得检测结果，提高了时效性，并且操作方便，提高了便携性。
[0011] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为根据本发明一个实施例的食物的检测方法的流程图。
[0013] 图2为根据本发明一个具体实施例的食物的检测方法的流程图。
[0014] 图3为根据本发明一个具体实施例的检测食物时的效果示意图。
[0015] 图4为根据本发明一个具体实施例的显示光谱仪连接成功的示意图。
[0016] 图5为根据本发明一个具体实施例的显示食物类别选取界面的示意图。
[0017] 图6为根据本发明一个具体实施例的显示开始校准界面的示意图。
[0018] 图7为根据本发明一个具体实施例的校准时的示意图。
[0019] 图8为根据本发明一个具体实施例的完成校准的示意图。
[0020] 图9为根据本发明一个具体实施例的开始检测的示意图。
[0021] 图10为根据本发明一个具体实施例的波长-光强值曲线图。
[0022] 图11为根据本发明一个具体实施例的显示检测结果界面的示意图一。
[0023] 图12为根据本发明一个具体实施例的显示检测结果界面的示意图二。
[0024] 图13为根据本发明一个实施例的食物的检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026] 下面参考附图描述本发明实施例的食物的检测方法和装置。
[0027] 图1为根据本发明一个实施例的食物的检测方法的流程图，本实施例从服务器侧 进行描述。
[0028] 如图1所示，该食物的检测方法包括：
[0029] S1，接收客户端上传的当前食物的光谱数据。
[0030] 在本发明的实施例中，客户端上传的当前食物的光谱数据可为客户端所在的终端 设备通过中间设备向光谱仪发送数据采集指令，并由光谱仪根据数据采集指令采集光谱数 据后通过中间设备返回的。当然，光谱仪也可直接接收客户端所在的终端设备发送的数据 采集指令，然后向客户端所在的终端设备返回根据数据采集指令采集的光谱数据，而无需 通过中间设备。
[0031] 其中，中间设备可与包含光谱仪的设备通过预设接口如USB接口进行连接，终端 设备与中间设备可通过无线方式如蓝牙或WIFI (无线保真）方式进行连接，其中，中间设备 和终端设备可以是安卓系统设备，也可以是苹果系统设备，当然也可以是安装了其他移动 终端操作系统的设备。终端设备可为但不仅限于手机、平板电脑等。光谱仪所在的设备可 包括筷托。筷托可包括筷托本体和光谱仪。设置在筷托本体内的光谱仪可用于检测食物的 状态并采集光谱数据，光谱仪可包括但不限于荧光光谱仪、发射光谱仪、吸收光谱仪中的一 种或多种。
[0032] 具体地，当前客户端所在的终端设备可通过如蓝牙或WIFI等无线方式向中间设 备发送数据采集指令，以使中间设备对数据采集指令进行格式转换，并将格式转换后的数 据采集指令通过如USB接口等预设接口发送至光谱仪，从而控制光谱仪采集光谱数据。其 中，终端设备发出的数据采集指令可为文本控制指令，格式转换后的数据采集指令可为USB 控制指令。例如：终端设备可通过蓝牙向中间设备发送数据采集指令"getdata"，中间设备 在收到该数据采集指令后，可根据USB协议，将数据采集指令"getdata"转换为USB协议所 支持的指令，再通过USB接口控制光谱仪根据USB协议所支持的指令采集光谱数据。在光谱 仪采集光谱数据后，中间设备可接收该光谱数据并进行格式转换，然后向终端设备返回格 式转换后的光谱数据，终端设备可接收中间设备返回的光谱数据。例如：在光谱仪采集光谱 数据后，可通过USB协议将光谱数据发送至中间设备，中间设备可对光谱数据进行格式转 换，然后通过蓝牙协议向终端设备返回格式转换后的光谱数据，从而完成光谱数据的采集。
[0033] 在当前客户端所在的终端设备完成光谱数据的采集后，服务器可接收客户端上传 的当前食物的光谱数据。
[0034] S2,对光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测， 以获得检测结果。
[0035] 具体地，服务器可对光谱数据进行运算，其中，运算可包括但不限于吸光度数值运 算、插值运算、归一化运算和求导运算中的一种或多种。然后服务器可使用预先建立并保存 的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测结果。
[0036] 其中，服务器建立检测模型的具体过程如下：服务器可获得用于建立检测模型的 光谱样本数据，并记录对应的类型，再对光谱样本数据进行特征提取，以获得对应的特征信 息，然后针对光谱样本数据的类型，根据特征信息使用对应的算法建立检测模型。其中，当 类型为离散型时，算法可包括分类算法；当类型为连续型时，算法可包括回归算法。
[0037] S3,向客户端返回检测结果，以向用户显示检测结果。
[0038] 具体地，服务器可向客户端返回检测结果，客户端在接收到检测结果后，可向用户 显示该检测结果。
[0039] 此外，服务器还可保存检测结果及对应的检测时间，以根据预定时间段内保存的 检测结果生成推荐信息，然后向客户端返回推荐信息。其中，推荐信息可包括但不限于菜谱 信息、饮食建议和食品介绍信息中的一种或几种。例如：服务器可根据最近五天接收到的 客户端用户的检测结果为用户推荐适合的菜谱信息、饮食建议等。例如，如果用户为糖尿病 人，检测结果显示该客户端用户过去五天食用的食物糖分过高，则可为该客户端用户推荐 无糖或少糖的菜谱等。
[0040] 本发明实施例的食物的检测方法，通过接收客户端上传的当前食物的光谱数据， 对光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测，以获得检测 结果，以及向客户端返回检测结果，以向用户显示检测结果，降低了食物的检测门槛和检测 成本，可实时地获得检测结果，提高了时效性，并且操作方便，提高了便携性。
[0041] 图2为根据本发明一个具体实施例的食物的检测方法的流程图。
[0042] 如图2所示，该食物的检测方法包括：
[0043] S201，服务器接收客户端上传的食物的光谱数据。
[0044] 在本发明的实施例中，客户端可安装在安卓系统手机、苹果系统手机或者其他移 动终端操作系统的手机中，手机可通过互联网络连接服务器。如图3所示，当用户在餐馆或 者在商场购买肉类食品时，可以通过光谱仪和手机，实时地检测食物的物质组成成分。具体 地，在检测前，可将光谱仪和手机通过蓝牙相连。如图4所示，当客户端显示光谱仪连接成 功后，用户可点击"继续使用"进入如图5所示的食物类别选取界面。然后，用户可点击"肉 类"图标开始检测。应当注意的是，在首次检测时，需要对光谱仪进行校准，如图6所示，用 户可点击开始校准。如图7所示，将校准白板贴紧光谱仪的镜头，并保持不漏光。在无灯光 的情况下，获取暗背景光谱数据值，然后在有灯光的情况下，获取白背景的光谱数据值，以 此完成校准过程，如图8所示。
[0045] 下面即可进行肉类光谱检测，将食物靠近或者贴着光谱（不漏光或漏光），如图9 所示，用户在客户端点击开始检测，等待数秒后，客户端将通过蓝牙接收光谱仪获取的光谱 数据，然后上传至服务器。同理，也可以将水果等其他食物额度光谱数据通过客户端上传至 服务器。
[0046] S202,服务器建立检测模型。
[0047] 具体地，首先对采集的光谱数据进行标记并记录其类别。对于目标类型是离散型 变量（如类别：苹果、桃子、李子等，即可列举的类型变量），则标注其类别名称；对于目标类 型是连续性变量，则记录其具体的数值。
[0048] 然后，对采集的光谱数据进行特征抽取。其中，特征抽取的方法可包括吸光度数值 计算、三次样条插值、归一化等。
[0049] 第一种方法：吸光度数值计算。吸光度h计算公式如下：
【权利要求】
1. 一种食物的检测方法，其特征在于，包括： 51、 接收客户端上传的当前食物的光谱数据； 52、 对所述光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测， 以获得检测结果；以及 53、 向所述客户端返回所述检测结果，以向用户显示所述检测结果。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述使用预存的检测模型对提取后的 特征进行检测之前，还包括： 建立并保存所述检测模型。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立并保存所述检测模型，包括： 获得用于建立检测模型的光谱样本数据，并记录对应的类型； 对所述光谱样本数据进行特征提取，以获得对应的特征信息；以及 针对所述光谱样本数据的类型，根据所述特征信息使用对应的算法建立所述检测模 型。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述类型为离散型时，所述算法包括分 类算法，当所述类型为连续型时，所述算法包括回归算法。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户端上传的当前食物的光谱数据 为：所述客户端所在的终端设备通过中间设备向光谱仪发送数据采集指令，并由所述光谱 仪根据所述数据采集指令采集光谱数据后通过所述中间设备返回的；或者 所述客户端上传的当前食物的光谱数据为：所述客户端所在的终端设备向光谱仪发送 数据采集指令，并由所述光谱仪根据所述数据采集指令采集光谱数据后返回的。
6. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述光谱数据或光谱样 本数据进行特征提取，包括： 对所述光谱数据或光谱样本数据进行运算，所述运算包括吸光度数值运算、插值运算、 归一化运算和求导运算中的一种或多种。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，在所述S2之后，还包括： 保存所述检测结果及对应的检测时间，以根据预定时间段内保存的所述检测结果生成 推荐信息；以及 向所述客户端返回所述推荐信息，其中，所述推荐信息包括菜谱信息、饮食建议和食品 介绍信息中的一种或几种。
8. -种食物的检测装置，其特征在于，包括： 接收模块，用于接收客户端上传的当前食物的光谱数据； 检测模块，用于对所述光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取后的特 征进行检测，以获得检测结果；以及 返回模块，用于向所述客户端返回所述检测结果，以向用户显示所述检测结果。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 建立模块，用于在所述使用预存的检测模型对提取后的特征进行检测之前，建立并保 存所述检测模型。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述建立模块，具体用于： 获得用于建立检测模型的光谱样本数据，并记录对应的类型； 对所述光谱样本数据进行特征提取，以获得对应的特征信息；以及 针对所述光谱样本数据的类型，根据所述特征信息使用对应的算法建立所述检测模 型。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，当所述类型为离散型时，所述算法包括 分类算法，当所述类型为连续型时，所述算法包括回归算法。
12. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述客户端上传的当前食物的光谱数据 为：所述客户端所在的终端设备通过中间设备向光谱仪发送数据采集指令，并由所述光谱 仪根据所述数据采集指令采集光谱数据后通过所述中间设备返回的；或者 所述客户端上传的当前食物的光谱数据为：所述客户端所在的终端设备向光谱仪发送 数据采集指令，并由所述光谱仪根据所述数据采集指令采集光谱数据后返回的。
13. 根据权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，所述检测模块，具体用于：对 所述光谱数据进行运算；或者 所述建立模块，具体用于：对所述光谱样本数据进行运算，所述运算包括吸光度数值运 算、插值运算、归一化运算和求导运算中的一种或多种。
14. 根据权利要求8-13任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 推荐模块，用于在所述对所述光谱数据进行特征提取，并使用预存的检测模型对提取 后的特征进行检测，以获得检测结果之后，保存所述检测结果及对应的检测时间，以根据预 定时间段内保存的所述检测结果生成推荐信息，向所述客户端返回所述推荐信息，其中，所 述推荐信息包括菜谱信息、饮食建议和食品介绍信息中的一种或几种。
【文档编号】G01N21/25GK104406916SQ201410612808
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】王德胜, 汪冠春, 熊军慧, 李静, 黄翠 申请人:百度在线网络技术（北京）有限公司