烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统和检测方法
【专利摘要】本发明公开了烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统，它包括万能蒸烤箱操作面板上的色泽监控触摸屏、烹饪模式选择按钮、烹饪控制系统、万能蒸烤箱内的视频采集系统和熟色度处理系统；视频采集系统设置在万能蒸烤箱炉膛内侧壁板上，包括摄像装置、LED灯具，LED灯具处于摄像装置的正下方。本发明烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统，它可以对食品外表色泽进行实时监控。本发明同时提供了不同批次食品烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测方法，它利用计算机视觉技术智能化控制烹饪终止时间，使食品外表色泽品质达到大厨预定一致性的需求。
【专利说明】烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统和检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及万能蒸烤箱烹饪过程中的食品外表色泽品质一致性检测系统和检测方法，属于食品【技术领域】。
【背景技术】
[0002]万能蒸烤箱的出现满足了人们对“蒸、烤、煎、炸”及其之间不同组合等烹饪模式的需要，它是烤箱家族中的新成员，代表烤箱产品的发展趋势。现有烤箱主要是通过“时间-温度” 二元模式来控制食物加工过程，其对食品外表成色品质的控制缺乏直接的检测手段，主要依靠大厨的烤箱使用经验和“时间-温度”二元模式间接控制食品满意的外表成色。而随着人们生活品质的提高，人们对加工后的熟食外表成色品质越来越注重，食品外表成色品质的感官评价直接体现在“色、香、味”三个方面，尤其在面点烘焙、肉品炙烤、食物煎炸等方面，人们对这类美食品质的心理预期，首先体现在熟食制品的色泽，因此，厨师必须重视首次出炉食品的色泽品质，还要重视不同批次出炉时的食品色泽品质一致性。
[0003]目前，基于计算机视觉开展食品品检测质的研究正处于起步阶段，以万能蒸烤箱内食品为对象开展研究更显匮乏。在现有万能蒸烤箱烹饪控制系统中既没有衡量食品色泽烹饪变化的量化指标，熟色度也无相应的检测系统实现。因此，无法满足万能蒸烤箱食品色泽品质监控的实际需要。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问题是提供烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统，它可以对食品外表色泽进行实时监控。本发明同时提供了不同批次食品烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测方法，它利用计算机视觉技术智能化控制烹饪终止时间，使食品外表色泽品质达到大厨预定一致性的需求。
[0005]本发明烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统，它包括万能蒸烤箱操作面板上的色泽监控触摸屏、烹饪模式选择按钮、烹饪控制系统、万能蒸烤箱内的视频采集系统和熟色度处理系统；视频采集系统设置在万能蒸烤箱炉膛内侧壁板上，包括摄像装置、LED灯具，LED灯具处于摄像装置的正下方。
[0006]其中，摄像装置包括摄像头、耐高温的透明玻璃，摄像头安装在万能蒸烤箱的炉膛内壁侧板上，耐高温的透明玻璃罩在摄像头上。LED灯具安装在万能蒸烤箱的炉膛内壁侧板上的耐高温透明玻璃之后，它包括耐高温磨砂玻璃、柔性石墨密封圈、LED贴片7和具有散热结构的铸铝灯罩，LED灯具的外部连接稳压电源。
[0007]本发明烹饪终止时食品外表色泽品质的检测方法，其具体步骤为:1)通过色泽监控触摸屏定格于末段视频的末帧满意的食品色泽图像，勾画食品内部轮廓作为蒙板，然后，熟色度处理系统根据蒙板计算末段视频每帧的熟色度及末段视频食品的色泽品质指标；
2)针对另一个批次的未知色泽品质指标的末段视频，通过色泽监控触摸屏预先在烹饪过程中后期随意选一帧勾画食品内部轮廓作为蒙板，然后，熟色度处理系统根据蒙板计算末段视频中的每帧熟色度；3)熟色度处理系统中对未知色泽品质指标的末段视频，检测其帧熟色度符合预定义的末段视频色泽品质指标的程度，若不符合，则丢弃末段首帧，增加新一末帧，检测新的末段帧熟色度符合预定义的末段视频色泽品质指标的程度，直至符合预定义的色泽品质指标范围，视作匹配成功，然后，发出预警信号给烹饪控制系统，从而退出模式烹饪；4)将匹配成功的那个末段视频末帧传给色泽监控触摸屏，供用户观察预定义满意的色泽图像和未知色泽品质指标视频匹配成功的色泽图像。
[0008]其中，由大厨完成预定义的满意色泽操作，即色泽监控触摸屏定格的末帧图像勾画食品内部轮廓并作为末段视频提取食品区域的蒙板，熟色度处理系统根据末帧的序号，逆序取连续的石帧图像作为末段视频；食材内部区域蒙板的封闭轮廓作为初始轮廓，采用水平集方法向外扩张到边界，提取食物区域图像；提取S分量的直方图时，由于主流的食品
颜色占大多数，为避免杂色干扰，将直方图柱按高矮降序排序，计算第《帧熟色度指标S:，
公式为
【权利要求】
1.烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测系统，其特征是:它包括万能蒸烤箱操作面板上的色泽监控触摸屏、烹饪模式选择按钮、烹饪控制系统、万能蒸烤箱内的视频采集系统和熟色度处理系统；视频采集系统设置在万能蒸烤箱炉膛内侧壁板上，包括摄像装置、LED灯具，LED灯具处于摄像装置的正下方。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征是:摄像装置包括摄像头(2)、耐高温的透明玻璃，摄像头(2)安装在万能蒸烤箱的炉膛内壁侧板(3)上，耐高温的透明玻璃罩在摄像头(2)上。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征是:摄像头(2)处于托架(1)两个横杆之间，并正对炉膛内需要监测的食品区。
4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征是:LED灯具(4)安装在万能蒸烤箱的炉膛内壁侧板(3 )上的耐高温透明玻璃之后，它包括耐高温磨砂玻璃(5 )、柔性石墨密封圈(6 )、LED贴片(7)和具有散热结构的铸铝灯罩(8)，LED灯具(4)的外部连接稳压电源。
5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征是:铸铝灯罩(8)为不锈钢内衬反光罩；LED贴片环境温度在60°C内，LED贴片区域可进行真空镀膜；LED灯具(4)提供炉膛照明的白光色温在6200K-6500K。
6.烹饪终止时食品外表色泽品质一致性的检测方法，其具体步骤为: 1)通过色泽监控触摸屏定格于末段视频的末帧满意的食品色泽图像，勾画食品内部轮廓作为蒙板，然后，熟色度处理系统根据蒙板计算末段视频每帧的熟色度及末段视频食品的色泽品质指标； 2)针对另一个批次的未知色泽品质指标的末段视频，通过色泽监控触摸屏预先在烹饪过程中后期随意选一帧勾画食品内部轮廓作为蒙板，然后，熟色度处理系统根据蒙板计算末段视频中的每帧熟色度； 3)熟色度处理系统中对未知色泽品质指标的末段视频，检测其帧熟色度符合预定义的末段视频色泽品质指标的程度，若不符合，则丢弃末段首帧，增加新一末帧，检测新的末段帧熟色度符合预定义的末段视频色泽品质指标的程度，直至符合预定义的色泽品质指标范围，视作匹配成功，然后，发出预警信号给烹饪控制系统，从而退出模式烹饪； 4)将匹配成功的那个末段视频末帧传给色泽监控触摸屏，供用户观察预定义满意的色泽图像和未知色泽品质指标视频匹配成功的色泽图像。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征是:熟色度处理系统是一个DSP系统，该系统运行算法的具体步骤为: 1)先处理预定义满意标准的食品色泽图像:即1-1)输入预定义末段视频连续的^帧；1-2)将其由RGB转换为HSV模型；1-3)提取S通道蒙板内区域；1_4)计算区域内S值的直方图；1_5)按降序提取直方图前η个柱，计算加权均值5；作为熟色度指标；1-6)计算末段视频帧的熟色度均值X及波动半径R作为预定义末段视频色泽品质的范围； 2)后处理未知色泽指标的另一末段视频，2_1)输入另一未知视频最后连续的石帧图像；2-2)将其由RGB转换为HSV模型；2_3)提取S通道蒙板内区域；2_4)计算区域内S值的直方图；2_5)按降序提取直方图前η个柱，计算5；作为熟色度指标；2-6)采用模式识别方法模糊推理未知的末段若干帧视频图像和预定义末段若干帧视频图像的匹配:即判断Xn帧70-90%的Sn是否在预定义末段视频色泽品质的范围内，如果是，则匹配成功，发出预警信号，结束烹饪；如果不是，则顺延一帧，重新输入未知视频最后连续的毛帧图像，重复步骤2)，直到匹配成功，结束烹饪。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征是:HSV颜色模型为三通道分量独立，且饱和度S分量能客观反映食品生熟过程引起的色泽变化，因此，以S为参数，构造熟色度指标。
9.根据权利要求6或7所述的检测方法，其特征是:步骤I中:由大厨完成预定义的满意色泽操作，即色泽监控触摸屏定格的末帧图像勾画食品内部轮廓并作为末段视频提取食品区域的蒙板，熟色度处理系统根据末帧的序号，逆序取连续的石帧图像作为末段视频；食材内部区域蒙板的封闭轮廓作为初始轮廓，采用水平集方法向外扩张到边界，提取食物区域图像；提取S分量的直方图时，由于主流的食品颜色占大多数，为避免杂色干扰，将直方图柱按高矮降序排序，计算第《帧熟色度指标
10.根据权利要求6或7所述的检测方法，其特征是:步骤2中:由非大厨人员完成未知色泽的另一末段视频的检测操作，即在色泽监控触摸屏定格烹饪中后期视频的随意一帧图像，勾画食品内部轮廓并作为末段视频提取食品区域的蒙板；熟色度处理系统根据烹饪设定结束时间的前4-5分钟的帧序号为#的帧作为末段视频的起始帧，末段视频长度毛设为半分钟时间的帧数(按2秒间隔取一帧);食材内部区域蒙板的封闭轮廓作为初始轮廓，采用水平集方法向外扩张到边界，提取提取食物区域图像；依次计算末段视频第?帧熟色度指标;若检测到末段70-90%的Sn熟色度指标不符合预定义大厨满意的熟色度指标值的核心值St和波动半径7?范围，则依次从第#+1帧为起始帧，继续石帧检测，纸质匹配成功。
【文档编号】G01N21/25GK103592227SQ201310523386
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】纪滨, 许正华, 胡学钢, 童宝宏, 刘元倩 申请人:安徽华菱西厨装备股份有限公司