本发明属于核桃无损检测领域，具体地说，涉及一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法。
背景技术：
1、核桃作为国内外一种重要的经济作物，具有较高的食用和医用价值。随着核桃产业的快速发展，核桃的品质和加工技术变得尤为重要，其中，核桃的干瘪程度是影响品质的一个重要因素。传统的核桃品质检测需要先破壳，且主要依赖人工或机械筛选。这不仅效率低下，降低了核桃利用价值，而且在大规模生产中存在一定的局限性。
2、不同干瘪程度的核仁决定了核桃的不同经济价值，按干瘪程度对带壳核桃有效的分级可使得地区核桃产业链更有效地延伸至核桃食品加工环节，延伸至核桃仁环节还能带动本地区核桃仁色选、包装等环节发展，提升行业产值。核桃产业链长短决定了产业综合价值，地区核桃产业链能延伸至含核桃食品加工环节，核桃产业增值幅度至少在3倍以上。
3、因此，迫切需要一种高效、准确而无损的方法来识别核桃不同程度的干瘪。可在一定程度上增加就业和农户收入，提高核桃利用率和商品价值，促进核桃产业经济多元化，有助于核桃产业的健康、精细化发展，为核桃分选加工提供一定的理论支持。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
3、一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法，包括如下步骤：
4、步骤一、核桃分级实验，根据国家现行的《核桃坚果质量等级》中对核桃仁的分级主要是通过色泽、气味、完整度、杂质、缺陷仁、仁含水率进行划分，未对核仁的饱满度进行定量的定义和分级，对800个不同存储期的核桃进行了破壳取仁操作，根据核桃的感官和物理特性，并结合专家经验，给核桃干瘪程度划分出四个等级：饱满、轻度干瘪、中度干瘪和空壳四个等级，并作为判定标准；
5、步骤二、实验确定了以mobilenetv3作为主干网络的yolov5n-mobile检测模型，将所述mobilenetv3最后一层替换为sppf结构，构建了yolov5n-mobile-sppf检测模型；
6、步骤三、在所述yolov5n-mobile-sppf检测模型中使用知识蒸馏训练模式，并对目标检测的知识蒸馏进行优化，以所述yolov5n-mobile-sppf检测模型为学生模型，以yolov5s为教师模型，构建yolov5n-t模型，进一步提高所述yolov5n-mobile-sppf的特征提取能力；
7、步骤四、利用x射线无损检测技术对核桃内部干瘪缺陷展开研究，能够快速、准确、无损的实现核桃内部饱满、轻度干瘪、中度干瘪和空壳的识别分类。
8、步骤五、通过实验确定了改进yolov5n的学习率与batchsize两项超参数，使其更适合于核桃干瘪程度分级检测。
9、可选的，所述步骤三中基于注意力特征图公式构建msam模块，提高知识蒸馏中特征迁移效果，然后，基于注意力机制构建cbam模块，以解决知识蒸馏中教师模型难以将知识回归标签的知识传递给学生模型的问题，最终将msam模块与cbam模块引入所述yolov5n-t构建改进yolov5n模型。在测试集上对4类干瘪核桃检测获得的map值、权重文件尺寸与单幅图像检测速度都取得了满意的结果，检测效果得到了一定提升。
10、可选的，还包括：x射线源、探测器、电脑、皮带、电机、机架、防护箱、信号灯。
11、由于研究对象为核桃，其吸收系数小，厚度较薄，所需x射线源的功率较小，在保证散热和图像质量的前提下，选择hvc系列的x射线源；此系列的x射线源电气系统高度集成，高压发生装置、灯丝电源以及控制电路全部集成一体，标准的电源输入以及通信接口，使得操作更加简单。结构紧凑，小巧便捷，可在终端设备上实现全方位安装。考虑到核桃的批量检测和成像问题，选择了tdi线阵探测器；在检测作业中，x射线照射的角度不同，可能会引起探测器所成图像的变形，给检测的准确性带来隐患；相对面阵型探测器，tdi线阵探测器能够在一定程度上避免这样的图像变形问题，与面阵探测器相比，tdi线阵探测器具有更高的速度，样品在检测时不必停顿，节约启动、停止以及等待时间，可提高检测效率；与普通线阵探测器相比，在相同速度下，信号更强，信噪比更高，在相同信噪比下，速度更快；防护箱安装、拆卸方便，符合gb/t4208—2017的规定，不低于ip20的要求。使其符合国标gb15208.1-2018，设备正常工作时，周围剂量当量率不高于1μsv/h；x射线源，被测区域，探测器三者中心对齐，防止图像发生畸变。
12、电机装设在机架下侧，皮带装设在机架上侧，防护箱装设在机架上侧，探测器装设在皮带下面，x射线源装设在防护箱上端，且与探测器相配合，信号灯装设在防护箱上并与x射线源相配合。
13、机架上侧装设有有紧急停止开关，能同时切断x射线产生装置和输送装置的供电电源的部件，布置在防护箱外侧，方便操作人员接触；机架上接地线，装设有过电压和过电流保护装置。
14、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
1.一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法，其特征在于，所述步骤三中基于注意力特征图公式构建msam模块，提高知识蒸馏中特征迁移效果，然后，基于注意力机制构建cbam模块，以解决知识蒸馏中教师模型难以将知识回归标签的知识传递给学生模型的问题，最终将msam模块与cbam模块引入所述yolov5n-t构建改进yolov5n模型。在测试集上对4类干瘪核桃检测获得的map值、权重文件尺寸与单幅图像检测速度都取得了满意的结果，检测效果得到了一定提升。
3.根据权利要求1所述的一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法，其特征在于，还包括：x射线源（2）、探测器（6）、电脑（5）、皮带（1）、电机（7）、机架（8）、防护箱（4）、信号灯（3）。
4.根据权利要求3所述的一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法，电机（7）装设在机架（8）下侧，皮带（1）装设在机架（8）上侧，防护箱（4）装设在机架（8）上侧，探测器（6）装设在皮带（1）下端，x射线源（2）装设在防护箱（4）内上端，且与探测器（6）相配合，信号灯（3）装设在防护箱（4）上并与x射线源（2）相配合。
5.根据权利要求3所述的一种基于x射线图像的带壳核桃内部干瘪程度检测方法，机架上侧装设有有紧急停止开关，能同时切断x射线产生装置和输送装置的供电电源的部件，布置在防护箱（4）外侧，方便操作人员接触。
