红枣外观品质在线快速识别系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种红枣外观品质在线快速识别系统，包括激光器、偏振分光棱镜、反光镜、显微物镜、准直镜、1/2波片、空间光调制器、傅立叶变换透镜、记录晶体、逆傅立叶变换物镜、CCD1摄像头、特征滤波器、照明光源、准直透镜、Damman光栅、CCD 2摄像头、PC机和执行机构；本实用新型通过特征滤波器的设定，用光线的办法直接提取出来红枣的外观品质信息，达到对多目标红枣的多参量（如大小、纹理、饱和度）外观品质进行在线快速识别分级。
【专利说明】
红枣外观品质在线快速识别系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及识别物体图像的光学系统技术领域，尤其是一种红枣外观品质在线快速识别系统。
【背景技术】
[0002]现在的对农产品识别分级的技术主要是通过获取样品图像通过软件数法建立数学模型进行识别分级。这种方法效率低、费时费力。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提出一种红枣外观品质在线快速识别系统，结构巧妙，使用方便。
[0004]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案:一种红枣外观品质在线快速识别系统，包括激光器、偏振分光棱镜、反光镜、显微物镜、准直镜、1/2波片、空间光调制器、傅立叶变换透镜、记录晶体、逆傅立叶变换物镜、CXDl摄像头、特征滤波器、照明光源、准直透镜、Da_an光栅、CXD 2摄像头、PC机和执行机构，激光器发出的光线经偏振分光棱镜分为两路偏振光，一路反射光线经反射镜至记录晶体，另一路透射光线依次经显微物镜、准直镜、1/2波片、空间光调制器、傅立叶变换透镜、特征滤波器、记录晶体、逆傅立叶变换物镜和CCDl摄像头，CCDl摄像头和执行机构均与PC机连接；照射光源照射红枣产生漫反射光线经准直透镜、Da_an光栅、CXD 2摄像头至空间光调制器。
[0005]进一步地，1/2波片与另一路光线之间为45°角设置。
[0006]进一步地，激光器与偏振分光棱镜之间依次设有衰减器和1/2波片。
[0007]进一步地，显微物镜与准直镜之间设有针孔滤波器。
[0008]进一步地，针孔滤波器位于显微物镜的焦点处。
[0009]进一步地，傅立叶变换透镜和逆傅立叶变换物镜的焦距相同。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:通过特征滤波器的设定，用光线的办法直接提取出来红枣的外观品质信息，达到对多目标红枣的多参量(如大小、纹理、饱和度)外观品质进行在线快速识别分级。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型红枣外观品质在线快速识别系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
[0013]如图1所示，一种红枣外观品质在线快速识别系统，包括激光器1、偏振分光棱镜4、反光镜、显微物镜7、准直镜9、1/2波片10、空间光调制器11、傅立叶变换透镜12、记录晶体14、逆傅立叶变换物镜15、CCDI摄像头16、特征滤波器13、照明光源20、准直透镜22、Damman光栅23、CCD 2摄像头24、PC机17和执行机构18，激光器I发出的光线经偏振分光棱镜4分为两路偏振光，一路反射光线经反射镜至记录晶体14，另一路透射光线依次经显微物镜7、准直镜9、I /2波片1、空间光调制器11、傅立叶变换透镜12、特征滤波器13、记录晶体14、逆傅立叶变换物镜15和CCDl摄像头16，(XD1摄像头16和执行机构18均与PC机17连接;照射光源29照射红枣21产生漫反射光线经准直透镜22、Damman光栅23、(XD 2摄像头24至空间光调制器11。
[0014]本红枣外观品质在线快速识别系统的工作过程如下:
[0015]—、存储图像:激光器I发出的光束由衰减器2衰减后，通过一块1/2波片3，再经偏振分光棱镜(PBS)4分为两路线偏振光:
[ΟΟ?6]①反射光束为参考光束，偏振方向垂直于光学平台；经第一反射镜5反射偏转90°，由第二反射镜6反射再偏转90°，射向记录晶体14(掺铁铌酸锂(LiNb03)晶体)。
[0017]②透射光束即物信号光，偏振方向平行于光学平台；经过显微物镜7和准直镜9组成的望远系统扩束，其中在显微物镜7的焦点处安装一个直径20μπι的针孔滤波器8，以消除衍射带来的光场强度不均匀。扩束后的准直光，经过光轴与实验平台呈45°角的1/2波片10后，其偏振方向偏转90°，由平行于光学平台改为垂直，从而与参考光束一致，以满足干涉条件。
[0018]此光束照射空间光调制器(SLM)Il，SLM是一个1024 X 768象素的透射型小液晶显示屏，可实时显示PC机17传来的屏幕图像。SLMll与傅立叶变换透镜(FT)12、记录晶体14、逆傅立叶变换物镜(IFT ) 15、CXDI摄像头16共同组成一个4f系统，彼此间距分别为FTl 2的焦距Π和IFT15的焦距f2(本实验系统中fl=f2)。特征滤波器13安置在FT12后，通过特征滤波器13的设定可以实现对红枣多目标外观品质快速识别分级，在传送带19上的多个红枣21经照明光源20同时照射漫反射光经准直透镜22、Damman光栅23、CCD 2摄像头24到SLMl I调制后的物信号光束与参考光束在铌酸锂晶体14中交汇，形成干涉条纹，干涉条纹就记录于晶体14中。
[0019]掺铁铌酸锂(LiNb03:Fe)光折变晶体作为全息干涉条纹的记录材料，使用时要求晶体C轴方向与两相干光束成45°角，以获得最佳记录效果。本系统具有对红枣快速识别并通过特征滤波器按大小分级与纹理分级的特点。
[0020]二、图像再现:用挡光屏遮断物信号光束，仅用参考光束照射光折变晶体14，用CCDl摄像头16在傅氏透镜IFT15的焦面处接收到再现图像，调节CCDl摄像头16位置使成像清晰。
[0021]三、识别与分级:通过调整特征滤波器13的大小将多种等级的样品红枣(大小，纹理)录入晶体中形成不同模板，再通过待预测红枣录入晶体内观察在晶体中是否显示亮度，如大小分级，按照纵径分级大小的标准，设定特征滤波器13。如设定二级红枣的特征滤波器13在识别未知红枣等级时该未知等级红枣的纵径高于设定的二级红枣纵径则通过显示亮度，低于设定的二级红枣纵径则未通过不显示亮度，由PC机17控制执行机构18剔除，从而实现了红枣的识别与分级。
[0022]本红枣外观品质在线快速识别系统，通过特征滤波器的设定，一定频率的频率范围(即通频带或通带)信号作为标准允许这一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到抑制，即可实现对多目标红枣的多参量(如大小、纹理、饱和度)外观品质进行在线快速识别分级。
[0023]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种红枣外观品质在线快速识别系统，其特征在于:包括激光器、偏振分光棱镜、反光镜、显微物镜、准直镜、1/2波片、空间光调制器、傅立叶变换透镜、记录晶体、逆傅立叶变换物镜、CXDI摄像头、特征滤波器、照明光源、准直透镜、Damman光栅、CCD 2摄像头、PC机和执行机构，激光器发出的光线经偏振分光棱镜分为两路偏振光，一路反射光线经反射镜至记录晶体，另一路透射光线依次经显微物镜、准直镜、1/2波片、空间光调制器、傅立叶变换透镜、特征滤波器、记录晶体、逆傅立叶变换物镜和CCDl摄像头，CCDl摄像头和执行机构均与PC机连接；照射光源照射红枣产生漫反射光线经准直透镜、Damman光栅、CXD 2摄像头至空间光调制器。2.如权利要求1所述红枣外观品质在线快速识别系统，其特征在于:1/2波片与另一路光线之间为45°角设置。3.如权利要求1或2所述红枣外观品质在线快速识别系统，其特征在于:激光器与偏振分光棱镜之间依次设有衰减器和I/2波片。4.如权利要求1或2所述红枣外观品质在线快速识别系统，其特征在于:显微物镜与准直镜之间设有针孔滤波器。5.如权利要求4所述红枣外观品质在线快速识别系统，其特征在于:针孔滤波器位于显微物镜的焦点处。6.如权利要求1所述红枣外观品质在线快速识别系统，其特征在于:傅立叶变换透镜和逆傅立叶变换物镜的焦距相同。
【文档编号】G01D21/02GK205719101SQ201620613085
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】孔维楠, 罗华平, 吴明清, 柴学平, 刘金秀
【申请人】塔里木大学