一种水果隐性损伤检测方法及系统

专利检索2025-01-06  33


本发明属于图像检测,特别是一种水果隐性损伤检测方法及系统。


背景技术:

1、水果经过采收、分装、贮藏、运输等环节,易受到碰撞、挤压、振动、摩擦等机械载荷影响,引起果实变形、汁液流失、果皮果肉破损等机械损伤现象,进而导致细菌侵染和果肉腐烂等危害,甚至感染健康果实,构成食品安全隐患,严重影响水果产业的经济效益。相比于传统人工、机械或化学等检测技术,光学检测技术具有非接触、成本低、速度快等优势,逐渐成为果蔬品质检测的重要手段。但机械损伤早期通常表现为隐性损伤,外观特征与正常果实差异较小,肉眼难以辨别,检测十分困难。

2、常用光学检测技术包括:可见光视觉、近红外光谱、高光谱成像等。可见光视觉技术难以准确地反映果蔬的内部品质,不适用于隐性损伤检测。近红外光谱技术使用单点或多点采样方式,仅能获取样品局部区域的光谱信息,难以全面地检测果蔬品质。高光谱成像技术存在成本偏高、信息冗余、数据采集和处理时间缓慢等问题,商用化进程仍面临巨大考验。

3、利用结构光视觉系统可以探测到均匀光照射下难以判别的隐性损伤,已成功应用于苹果、桃子、黄瓜等果蔬品质检测。然而,传统单频结构光难以同步探测果皮果肉双层组织,使得结构光空间频率选择比较困难;其次,传统相移解调法存在数据量较大、耗时较长等问题,难以满足实时检测需求。因此开发


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水果隐性损伤检测方法及系统,以解决现有技术中的不足,能够提供一种成本低、速度快、适用性强的水果隐性损伤检测方法,不仅能够保证水果的品质安全,而且能够提升水果的经济效益。

2、本申请的一个实施例提供了一种水果隐性损伤检测方法,所述方法包括:

3、获取若干待测水果;

4、采集待测水果调制后的不同视角下的双频结构光图像;

5、将所述双频结构光图像输入至预先训练的水果隐性损伤检测模型,输出不同视角下待测水果的隐性损伤区域。

6、可选的,所述若干待测水果包括:一种或多种薄皮水果。

7、可选的,所述采集待测水果调制后的不同视角下的双频结构光图像,包括:

8、逐个将待测水果放置于同轴式结构光视觉系统的电动旋转台上;其中,所述同轴式结构光视觉系统包括:投影仪、摄像机、滤波片、偏振片、半透半反镜、电动旋转台;

9、通过投影仪持续投射单帧双频结构光图案至待测水果表面;

10、通过电动旋转台每旋转预设角度,触发摄像机采集一幅待测水果调制后的双频结构光图像,获得预设幅不同视角下的双频结构光图像。

11、可选的,所述水果隐性损伤检测模型的训练方式包括:

12、利用所述同轴式结构光视觉系统,采集多幅产生隐形损伤的水果样品调制后的双频结构光图像;

13、从双频结构光图像中,恢复出能够增强水果隐性损伤区域的平均交流分量;

14、标注平均交流分量中的隐性损伤掩膜,制作水果隐性损伤检测数据集,其中双频结构光图像作为输入图像,平均交流分量与隐性损伤掩膜的叠加图像作为标签图像;

15、利用生成对抗网络训练出水果隐性损伤检测模型。

16、可选的,所述双频结构光图像表示为:

17、

18、其中,所述n=1,2,...,n且n≥5;所述(x,y)表示像素坐标,所述fx与fy分别表示沿着水平和竖直方向的空间频率,且fx>fy;所述idc表示直流分量,所述i′ac和i″ac分别表示高频和低频交流分量。

19、本申请的又一实施例提供了一种水果隐性损伤检测系统,所述系统包括:

20、获取模块,用于获取若干待测水果;

21、采集模块,用于采集待测水果调制后的不同视角下的双频结构光图像;

22、输入模块,用于将所述双频结构光图像输入至预先训练的水果隐性损伤检测模型,输出不同视角下待测水果的隐性损伤区域。

23、本申请的又一实施例提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中所述的方法。

24、本申请的又一实施例提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项中所述的方法。

25、与现有技术相比,本发明提供的一种水果隐性损伤检测方法,通过获取若干待测水果;采集待测水果调制后的不同视角下的双频结构光图像;将所述双频结构光图像输入至预先训练的水果隐性损伤检测模型,输出不同视角下待测水果的隐性损伤区域,从而能够提供一种成本低、速度快、适用性强的水果隐性损伤检测方法,不仅能够保证水果的品质安全,而且能够提升水果的经济效益。



技术特征:

1.一种水果隐性损伤检测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述若干待测水果包括:一种或多种薄皮水果。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述采集待测水果调制后的不同视角下的双频结构光图像,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述水果隐性损伤检测模型的训练方式包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述双频结构光图像表示为:

6.一种水果隐性损伤检测系统,其特征在于,所述系统包括:

7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述若干待测水果包括:一种或多种薄皮水果。

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述采集模块,具体用于:

9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种电子设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1-5中任一项所述的方法。


技术总结
本发明公开了一种水果隐性损伤检测方法及系统,方法包括:获取若干待测水果;采集待测水果调制后的不同视角下的双频结构光图像;将所述双频结构光图像输入至预先训练的水果隐性损伤检测模型,输出不同视角下待测水果的隐性损伤区域。利用本发明实施例,能够提供一种成本低、速度快、适用性强的水果隐性损伤检测方法,不仅能够保证水果的品质安全,而且能够提升水果的经济效益。

技术研发人员:王玉伟,杜孟泽,杨玲玲,饶元,刘路,侯文慧
受保护的技术使用者:安徽农业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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