一种农畜产品无损检测方法及装置与流程

本发明涉及食品检测装置技术领域，具体涉及一种农畜产品无损检测及装置。

背景技术：

民以食为天，农畜产品品质是质量控制的关键所在。为实现农畜产品的品质的健康检测，目前，无损检测技术已逐渐普及，用于满足食品生产、加工过程规模化处理的需求，无损检测技术具有不破坏待检样品、检测速度更快、无污染或少污染的特点，易实现自动化，常利用计算机嗅觉技术、近红外光谱分析技术或视觉分析技术实现。

计算机嗅觉技术一般是利用气敏传感器阵列对气味进行识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的技术，对于变质的农畜产品检测较有效，但是由于检测的结果仅能从气味上判断，对农畜产品存在杂质或不干净的情况很难检测出。

近红外光谱分析技术具有无损伤、检测效率高、成本低、重现性好、样品测量一般不需预处理、适合于现场检测和在线分析等优势。利用近红外光谱技术快速检测农畜产品时，首先要选择大量代表性样本，在标准检测方法获取参考值的基础上，由专业技术人员建立检测模型，并通过后期模型优化和检验才能合格使用。若再建立一套检测设备，需要同样的过程来实现，前期投入较高，相对耗时。

随着图像分析技术的进度，这些年基于视觉技术的农畜产品质量检测也逐渐被应用，主要通过农畜产品的大小、形状、纹理、颜色和表面缺陷等外观特征来进行品质检测和分选，然而仅仅通过外部特征判断，往往对内部情况的检测不到，而且，现有的图像检测算法的准确度也不高。

技术实现要素：

针对现有技术的缺点，本申请提供一种农畜产品无损检测及装置，利用视觉和嗅觉技术准确进行农畜产品无损检测。

根据第一方面，一种实施例中提供一种农畜产品无损检测方法，该方法通过摄像头实时拍摄传输带上传输的农畜产品图像，包括：

实时获取当前拍摄的视频内容的视频帧图像；

从所述视频帧图像中进行物品识别，并提取主颜色信息；

根据所述主颜色信息，筛选出合格的农畜产品。

在一些实施例，所述从所述视频帧图像中提取颜色信息包括：

计算所述视频帧图像的色调平均值；

遍历所述视频帧图像的像素，计算所述像素的色调值与所述色调平均值的色差；

判断所述色差是否大于预设阈值；

若所述色差大于预设阈值，将所述像素加入到主色调像素列表，根据所述主色调像素列表中所述像素的主色调值，确定所述颜色信息。

在一些实施例，根据所述主颜色信息，筛选出合格的农畜产品包括：遍历所述视频帧图像的像素，计算所述像素的色调值与所述主色调值的差值是否大于预设阈值；若所述差值均小于预设阈值，将视频帧图像标记为合格。

在一些实施例，根据所述视频帧图像中每个像素的不同颜色，确定所述像素对应的权重值；根据所述像素的色调值和对应的权重值，计算得到所述视频帧图像的色调平均值。

在一些实施例，所述的方法还包括：所述筛选出的合格的农畜产品经过清水冲洗后，利用气味传感器获取农畜产品散发的气味信息，通过所述气味信息与预设的参照信息相比较，判断农畜产品是否异常，进行气味复检。

根据第二方面，一种农畜产品无损检测装置，包括：

摄像头，用于实时拍摄传输带上传输的农畜产品图像；

处理器，用于实时获取当前拍摄的视频内容的视频帧图像；从所述视频帧图像中提取颜色信息；根据所述颜色信息，筛选出合格的农畜产品；

第一分拣装置，用于分拣所述筛选出的合格的农畜产品。

在一些实施例，所述处理器用于：

计算所述视频帧图像的色调平均值；

遍历所述视频帧图像的像素，计算所述像素的色调值与所述色调平均值的色差；

判断所述色差是否大于预设阈值；

若所述色差大于预设阈值，将所述像素加入到主色调像素列表，根据所述主色调像素列表中所述像素的主色调值，确定所述颜色信息。

在一些实施例，该检测装置还包括：气味传感器，所述气味传感器用于获取农畜产品散发的气味信息，所述处理器用于通过所述气味信息与预设的参照信息相比较，判断农畜产品是否异常；第二分拣装置，用于分拣经气味复检判断为正常的农畜产品。

根据第三方面，一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第一方面所述的方法。

依据上述实施例的方法，由于本申请通过物品识别后，提取视频帧图像的主颜色信息，利用主颜色信息与视频帧图像的色调值之间的差值判断是否存在异常的像素点，进而区分出合格的农畜产品和可能不合格的农畜产品，这样的检测方法判断结果较为准确。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的农畜产品无损检测方法流程图一；

图2为本发明一个实施例提供的农畜产品无损检测方法流程图二；

图3为本发明一个实施例提供的农畜产品无损检测方法流程图三；

图4为本发明一个实施例提供的农畜产品无损检测装置结构图；

图5为本发明一个实施例提供的图像获取模块的结构示意图；

图6为本发明一个实施例提供的第一种机械防抖器的结构示意图；

图7为本发明一个实施例提供的第一种活动板的底面结构示意图；

图8为本发明一个实施例提供的第二种机械防抖器的结构示意图；

图9为本发明一个实施例提供的第二种活动板的底面结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参考图1至图3，本申请提供一种农畜产品无损检测方法，该方法通过摄像头实时拍摄传输带上传输的农畜产品图像，该方法包括：

步骤s101，实时获取当前拍摄的视频内容的视频帧图像；

步骤s102，从所述视频帧图像中进行物品识别，并提取主颜色信息；

步骤s103，根据所述颜色信息，筛选出合格的农畜产品。

在一些实施例，该方法包括如下子步骤：

步骤s1021，所述从所述视频帧图像中提取颜色信息包括：计算所述视频帧图像的色调平均值。具体地，可根据所述视频帧图像中每个像素的不同颜色，确定所述像素对应的权重值；根据所述像素的色调值和对应的权重值，计算得到所述视频帧图像的色调平均值。

步骤s1022，遍历所述视频帧图像的像素，计算所述像素的色调值与所述色调平均值的色差；

步骤s1023，判断所述色差是否大于预设阈值；

步骤s1024，若所述色差大于预设阈值，将所述像素加入到主色调像素列表，根据所述主色调像素列表中所述像素的主色调值，确定所述颜色信息。

具体地，我们需要提取出该视频帧图像的颜色信息，该颜色信息为最能够代表该视频帧图像的主色调，该主色调并不是指颜色最多的，而是指在该视频帧图像中最醒目的色调。可选地，色调值可以用rgb值来表示，也可以由现在比较普遍适用的十六进制颜色值表示。在本实施方式中，遍历视频帧图像中的每一个像素，计算每个像素的色调值与色调平均值的色差。当某个像素的色调值与色调平均值的色差大于预设的阈值时，将该像素加入到主色调像素列表。所有的像素都与色调值比较完成后，计算主色调像素列表中包括的像素的色调值的平均值，将该平均值确定为该视频帧图像的颜色信息。

步骤s103中，根据所述主颜色信息，筛选出合格的农畜产品，具体包括：

步骤s1030，遍历所述视频帧图像的像素，计算所述像素的色调值与所述主色调值的差值是否大于预设阈值；若所述差值均小于预设阈值，即所述视频帧图像的像素与主色调相差不大，将视频帧图像标记为合格；反之，若所述差值存在大于预设阈值的情况，则存在所述视频帧图像的像素与主色调相差较大的情况，即存在异常的像素点，农畜产品可能不新鲜或变质。

步骤s102的物品识别过程可以采用图像识别技术识别出目标对象，如：蔬果、肉类等，可采用轮廓提取、模式匹配或通过在预设数据库库中存储的多类型的目标对象图像进行特征比对等方式，本发明实施例对图像识别技术不做限定。当识别出目标对象后，可以沿着识别得到的目标对象的轮廓进行抠图，也可以使用图像抠出技术，例如photoshop中相关的抠图技术，将目标对象从第一图片中提取出来。

由此可见，本申请通过物品识别后，提取视频帧图像的主颜色信息，利用主颜色信息与视频帧图像的色调值之间的差值判断是否存在异常的像素点，进而区分出合格的农畜产品和可能不合格的农畜产品，这样的视觉筛选方法判断结果较为准确。

在一些实施例，该方法还包括气味复检，即：

步骤s1041，合格的农畜产品经过清水冲洗后，利用气味传感器获取农畜产品散发的气味信息，通过所述气味信息与预设的参照信息相比较，判断农畜产品是否异常，进行气味复检。

参考图4，相应地，一种农畜产品无损检测装置，该装置包括：

摄像头200，用于实时拍摄传输带上传输的农畜产品图像；

处理器100，用于实时获取当前拍摄的视频内容的视频帧图像；从所述视频帧图像中提取颜色信息；根据所述颜色信息，筛选出合格的农畜产品；

第一分拣装置501，用于分拣筛选出的合格的农畜产品。

在一些实施例，所述处理器100用于计算所述视频帧图像的色调平均值；遍历所述视频帧图像的像素，计算所述像素的色调值与所述色调平均值的色差；判断所述色差是否大于预设阈值；若所述色差大于预设阈值，将所述像素加入到主色调像素列表，根据所述主色调像素列表中所述像素的主色调值，确定所述颜色信息。

在一些实施例，该装置还包括：气味传感器300和第二分拣装置502，该气味传感器300用于获取农畜产品散发的气味信息，所述处理器100用于通过所述气味信息与预设的参照信息相比较，判断农畜产品是否异常；第二分拣装置502用于分拣经气味复检判断为正常的农畜产品。

上述实施例中，第一分拣装置501和第二分拣装置502分别与处理器100电连接，经处理器100控制进行相应的分拣，在具体实施例时可以是现有的机械手或传输带上的闸道控制装置。

综上所述，本申请的农畜产品无损检测方法和装置，对传输带上传输的农畜产品，先利用视觉技术进行图像识别，筛选出一部分因外观颜色可能存在问起的农畜产品，再对筛选出的农畜产品利用电子嗅觉进行气味复检，确保经检测后的农畜产品新鲜、健康。

如图5所示，本实施例的摄像头200包括镜头1000、自动聚焦音圈马达2000、机械防抖器3000以及图像传感器4000，所述镜头1000固装在所述自动聚焦音圈马达2000上，所述镜头1000固装在所述自动聚焦音圈马达2000上，所述镜头1000用于获取图像，所述图像传感器4000将所述镜头1000获取的图像传输至所述识别模块，所述自动聚焦音圈马达2000安装在所述机械防抖器3000上，所述处理模块根据镜头1000内的陀螺仪检测到的镜头1000抖动的反馈驱动所述机械防抖器3000的动作，实现镜头1000的抖动补偿，使得摄像头200拍摄的农畜产品图像更清晰。

现有的防抖器大多由通电线圈在磁场中产生洛伦磁力驱动镜头1000移动，而要实现光学防抖，需要在至少两个方向上驱动镜头1000，这意味着需要布置多个线圈，会给整体结构的微型化带来一定挑战，而且容易受外界磁场干扰，进而影响防抖效果，因此公开号为cn106131435a的中国专利提供了一种微型光学防抖摄像头模组，其通过温度变化实现记忆合金丝的拉伸和缩短，以此拉动自动聚焦音圈马达2000移动，实现镜头1000的抖动补偿，微型记忆合金光学防抖致动器的控制芯片可以控制驱动信号的变化来改变记忆合金丝的温度，以此控制记忆合金丝的伸长和缩短，并且根据记忆合金丝的电阻来计算致动器的位置和移动距离。当微型记忆合金光学防抖致动器上移动到指定位置后反馈记忆合金丝此时的电阻，通过比较这个电阻值与目标值的偏差，可以校正微型记忆合金光学防抖致动器上的移动偏差。

但是申请人发现，由于抖动的随机性和不确定性，仅仅依靠上述技术方案的结构是无法实现在多次抖动发生的情况下能够对镜头1000进行精确的补偿，这是由于形状记忆合金的升温和降温均需要一定的时间，当抖动向第一方向发生时，上述技术方案可以实现镜头1000对第一方向抖动的补偿，但是当随之而来的第二方向的抖动发生时，由于记忆合金丝来不及在瞬间变形，因此容易造成补偿不及时，无法精准实现对多次抖动和不同方向的连续抖动的镜头1000抖动补偿，因此需要对其结构上进行改进。

结合附图，6-9所示，本实施例对光学防抖器进行改进，将其设计为机械防抖器3000，其具体结构如下：

本实施例的所述机械防抖器3000包括活动板3100、活动框3200、弹性回复机构3300、基板3400以及补偿机构3500；所述活动板3100和基板3400的中部均设有供所述镜头穿过的通孔3700，所述自动聚焦音圈马达安装在所述活动板3100上，所述活动板3100安装在所述活动框3200内，由图中可以看出，本实施例的活动板3100的左右方向的宽度与活动框3200的内部宽度大致相同，使得所述活动板3100的相对两侧(左右两侧)与所述活动框3200相对两侧(左右两侧)的内壁滑动配合，以使所述活动板3100在活动框3200内可沿着第一方向往复滑动，本实施例的第一方向即图中的上下方向。

具体的，本实施例的所述活动框3200的尺寸小于所述基板3400的尺寸，所述活动框3200的相对两侧分别通过两个弹性回复机构3300与所述基板3400相连接，本实施例的弹性回复机构3300为伸缩弹簧或者其他弹性件，而且需要说明的是，本实施例的弹性回复机构3300只允许其具有沿着图中左右方向(即下述的第二方向)伸缩和回弹的能力，无法沿着第一方向运动，设计弹性回复机构3300的目的也是在于当活动框3200发生补偿位移后便于活动框3200带动活动板3100复位，而具体的动作过程本实施例会在下述的工作过程进行具体描述。

本实施例的所述补偿机构3500在所述处理模块的驱动(可以是处理模块发送的动作指令)下带动所述活动板3100和活动板3100上的镜头动作，以实现镜头的抖动补偿。

具体的，本实施例的所述补偿机构3500包括驱动轴3510、齿轮3520、齿轮轨道3530以及限位轨道3540，所述驱动轴3510安装在所述基板3400上，具体是安装在基板3400的上表面，所述驱动轴3510与所述齿轮3520传动连接，驱动轴3510可以通过微型电机(图中未示出)等结构驱动，并且微型电机受控于上述的处理模块；所述齿轮轨道3530设置在所述活动板3100上，所述齿轮3520安装在所述齿轮轨道3530内并沿着所述齿轮轨道3530的预设方向运动，所述齿轮3520转动时通过所述齿轮轨道3530使得所述活动板3100能够产生向第一方向的位移和第二方向的位移，其中所述第一方向与所述第二方向垂直；所述限位轨道3540设置在所述活动板3100上或所述基板3400上，所述限位轨道3540用于防止所述齿轮3520脱离所述齿轮轨道3530。

具体的，本实施例的齿轮轨道3530和限位轨道3540具有以下两种结构形式：

如图5-9所示，本实施例的所述活动板3100下侧设有一腰型孔3550，所述腰型孔3550沿其周向(即腰型孔3550的环绕方向)设有多个与所述齿轮3520相啮合的齿3560，所述腰型孔3550和多个所述齿3560共同构成所述齿轮轨道3530，所述齿轮3520位于所述腰型孔3550内并与所述齿3560相啮合，使得齿轮3520在转动时能够带动齿轮轨道3530运动，进而直接带动活动板3100的运动；而为了使得齿轮3520在转动时时刻能够保证与齿轮轨道3530时刻保持啮合，本实施例将所述限位轨道3540设置在所述基板3400上，所述活动板3100底部设有安装在所述限位轨道3540内的限位件3570，所述限位轨道3540使所述限位件3570在其中的运动轨迹呈腰型，即限位件3570在现为轨道内的运动轨迹与活动板3100的运动轨迹相同，具体的，本实施例的所述限位件3570为设置在所述活动板3100底面上的凸起。

再结合附图8和9所示，本实施例的所述齿轮轨道3530还可以由设置在所述活动板3100上的多个圆柱凸起3580组成，多个所述圆柱凸起3580沿所述第二方向均匀间隔布设，所述齿轮3520与多个所述凸起相啮合；而所述限位轨道3540为设置在所述活动板3100上的第一弧形限位件3590和第二弧形限位件3600，所述第一弧形限位件3590和第二弧形限位件3600分别设置在所述齿轮轨道3530沿第一方向上的相对两侧，防，在活动板3100运动至预设位置时，齿轮3520位于齿轮轨道3530的一侧，齿轮3520容易脱离圆柱凸起3580组成的齿轮轨道3530，因此通过第一弧形限位件3590或第二弧形限位件3600可以起到引导作用，使得活动板3100能够沿着齿轮轨道3530的预设方向运动，即所述第一弧形限位件3590和第二弧形限位件3600及多个所述凸起相配合使得所述活动板3100的运动轨迹呈腰型。

下面结合上述结构对本实施例的机械防抖器3000的工作过程进行详细的描述，以镜头1000两次抖动为例，两次抖动方向相反，且需要使得活动板3100向第一方向运动补偿一次，并随后向第二方向运动补偿一次。需要活动板3100向第一方向运动补偿时，陀螺仪事先将检测到的镜头1000抖动方向和距离反馈给所述处理模块，处理模块计算出需要活动板3100的运动距离，进而使得驱动轴3510带动齿轮3520转动，齿轮3520通过与齿轮轨道3530和限位轨道3540的配合，处理模块无线发送驱动信号，进而带动活动板3100向第一方向运动至补偿位置，补偿后再次通过驱动轴3510带动活动板3100复位，在复位过程中，弹性回复机构3300也为活动板3100的复位提供复位力，更加便于活动板3100恢复到初始位置。需要活动板3100向第二方向运动补偿时，处理方式与上述第一方向的补偿步骤相同，这里不过多赘述。

当然上述仅仅为简单的两次抖动，当发生多次抖动时，或者抖动的方向并非往复运动时，可以通过驱动多个补偿组件以补偿抖动，其基础工作过程与上述描述原理相同，这里不过多赘述，另外关于陀螺仪的检测反馈、处理模块向驱动轴3510发送控制指令等均为现有技术，这里也不过多描述。

结合上述说明可知，本实施例提供的机械补偿器不仅不会受到外界磁场干扰，防抖效果好，而且可以实现在多次抖动发生的情况下能够对镜头1000进行精确的补偿，补偿及时准确。另外，采用本实施例的机械防抖器不仅结构简单，各个部件所需的安装空间小，便于整个防抖器的集成化，而且具有较高的补偿精度。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器100执行以实现上述的方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于存储器400中，存储器400可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等存储介质，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。