本發(fā)明涉及一種檢測(cè)水果表面缺陷的方法，尤其涉及一種利用紅外圖像對(duì)水果表面隱形損傷、損傷分布狀況進(jìn)行無損檢測(cè)的方法。

背景技術(shù)：

水果表面輕微機(jī)械損傷(主要是碰傷或壓傷)具有輕微凹陷、色澤稍暗、無汁液外溢等特點(diǎn)，肉眼難以發(fā)現(xiàn)。水果表皮破損后，因表皮分泌的生物蠟遭到破壞，使得微生物更容易入侵而造成潰爛。此外，機(jī)械擠壓使得果實(shí)內(nèi)部組織變化，造成果肉部分區(qū)域成分分布發(fā)生改變、營(yíng)養(yǎng)不均衡等因素，從而導(dǎo)致水果局部壞死，也是形成潰爛的原因。在保鮮貯藏及運(yùn)輸過程中容易霉?fàn)€，且極具變質(zhì)傳染性。

目前常用的可見光成像檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)較嚴(yán)重的表皮缺陷，對(duì)于輕微的機(jī)械損傷、早期病蟲害等不明顯的近表缺陷則難以識(shí)別。因此，尋求一種可對(duì)水果早期缺陷、隱形損傷等進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、無損的檢測(cè)方法具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于紅外圖像無損檢測(cè)水果表面隱形損傷的方法，該方法不僅可對(duì)人眼難以發(fā)現(xiàn)的水果表面缺陷、輕微損傷進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、無損檢測(cè)識(shí)別，而且還能對(duì)損傷程度以及產(chǎn)生潰爛的可能性進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

1)用紅外熱像儀從多個(gè)角度拍攝果實(shí)表面，得紅外圖像；

2)根據(jù)紅外圖像，算出檢測(cè)對(duì)象所有像素單元的平均溫度t_i是像素單元i所在位置對(duì)應(yīng)的溫度，n是像素單元的總數(shù)；

3)根據(jù)紅外圖像，確定檢測(cè)對(duì)象中低于平均溫度的所有像素單元，算出檢測(cè)對(duì)象中低溫像素單元的總面積S₀是像素單元的面積，k是低溫像素單元的總數(shù)，j是第某個(gè)低溫像素單元；

根據(jù)紅外圖像，算出檢測(cè)對(duì)象中所有像素單元的總面積S＝n·S₀；

4)所述低溫像素點(diǎn)總面積與所述所有像素點(diǎn)總面積的比例P＝S_d/S；

5)判定：

若P≤5％，則認(rèn)定水果表面損傷程度為I級(jí)；

若5％＜P≤10％，則認(rèn)定水果表面損傷程度為II級(jí)；

若10％＜P≤20％，則認(rèn)定水果表面損傷程度為III級(jí)；

若20％＜P，則認(rèn)定水果表面損傷程度為IV級(jí)。

在上述技術(shù)方案中，水果表面損傷程度雖然規(guī)定為I～I(xiàn)V級(jí)，但損傷程度的等級(jí)以及各等級(jí)的上下限值均可根據(jù)需要作適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少，以滿足不同品種、不同要求的實(shí)際要求。

本發(fā)明根據(jù)水果在受到機(jī)械損傷時(shí)，使得果實(shí)內(nèi)部組織變化、成分分布發(fā)生改變，從而導(dǎo)致表面隱形缺陷、損傷組織與正常組織的比熱容和熱傳導(dǎo)率存在較大差異的原理；依據(jù)紅外熱成像技術(shù)對(duì)溫度具有高敏感性的特點(diǎn)，利用紅外圖像中檢測(cè)對(duì)象像素單元的溫差來判斷損傷區(qū)域，以該損傷區(qū)域面積占檢測(cè)對(duì)象總面積的百分比為損傷程度的評(píng)判參數(shù)；因此可檢測(cè)到紅外圖像中像素單元小于0.1℃的溫度變化，從而識(shí)別人眼難以發(fā)現(xiàn)的水果表面隱形或缺陷。本發(fā)明方法具有靈敏度高、非接觸、無破壞、實(shí)時(shí)快速的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于水果保鮮貯藏、包裝運(yùn)輸前的無損檢測(cè)或篩選分級(jí)。

附圖說明

圖1是用testo 890紅外熱像儀所拍攝的桃子紅外圖像。

具體實(shí)施方式

下面以桃子為檢測(cè)對(duì)象，結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其步驟如下：

1)用紅外熱像儀從多個(gè)角度拍攝果實(shí)表面，得紅外圖像；

2)根據(jù)紅外圖像，算出檢測(cè)對(duì)象所有像素單元的平均溫度t_i是像素單元i所在位置對(duì)應(yīng)的溫度，n是像素單元的總數(shù)；

3)根據(jù)紅外圖像，確定檢測(cè)對(duì)象中低于平均溫度的所有像素單元，算出檢測(cè)對(duì)象中低溫像素單元的總面積S₀是像素單元的面積，k是低溫像素單元的總數(shù)，j是第某個(gè)低溫像素單元；

根據(jù)紅外圖像，算出檢測(cè)對(duì)象中所有像素單元的總面積S＝n·S₀；

4)所述低溫像素點(diǎn)總面積與所述所有像素點(diǎn)總面積的比例P＝S_d/S；

5)判定：

若P≤5％,則認(rèn)定水果表面損傷程度為I級(jí)；

若5％＜P≤10％，則認(rèn)定水果表面損傷程度為II級(jí)；

若10％＜P≤20％，則認(rèn)定水果表面損傷程度為III級(jí)；

若20％＜P，則認(rèn)定水果表面損傷程度為IV級(jí)。

從圖1可以看出，桃子表面深色部分為低溫區(qū)域(損傷或缺陷區(qū)域)?？梢?，本發(fā)明方法可對(duì)人眼難以察覺的隱形損傷、早期病害、早期潰爛等早期缺陷實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)；可廣泛應(yīng)用于水果表面損傷、表皮破損、病原微生物感染、腐敗變質(zhì)等特征進(jìn)行無損檢測(cè)。