1.水果糖度无损检测方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、以可见光白光冷光源作为参考光源,将光栅放在水果和光源之间,通过光栅使光线衍射发生色散,通过摄像设备拍摄色散所产生的标准光谱图,对标准光谱图进行二值化灰度处理获取二值化标准光谱图像;以同样方法获得待测水果光谱图像;
步骤2、将参考光源根据总波长范围划分为多个波长段,获取所参考光源在各个波长段的能量分布,通过映射法使各个波长段能量分布与标准光谱图的各区域灰度值一一对应,每个波长段映射后对应一个像素段,将每个波长段的光照强度均值与其对应在标准光谱图像的灰度值进行比例运算,获取比例系数,对得到的待测水果光谱图像进行RGB处理得到待测水果光谱图像得灰度图,对待测水果光谱图像得灰度图中各像素灰度值与其对应像素段的比例系数进行乘积运算,得到待测水果的能量分布图;
步骤3、选择三种与三基色相对应波长的激光,通过光栅衍射得到光谱图,对光谱图中红光分量、绿光分量、蓝光分量分别提取得三种光对应的灰度图,分别找出灰度图中选取灰度值最大的点作为该波长下的x轴像素定标位置,将三种波长与波长下的x轴像素定标位置同时记录,并输入至光谱分析软件中得到不同像素对应得波长,进而得到待测水果的能量分布图中波长峰值;
步骤4、根据待测水果的能量分布图中波长峰值个数确定水果种类,根据水果种类确定该水果的糖度系数,进而计算该水果的糖度值。
2.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤1中所述对标准光谱图进行二值化灰度处理获取二值化标准光谱图像具体为:对标准光谱图通过RGB三色通道加权平均法进行二值化灰度处理:
Gray=0.3R+0.59G+0.11B
其中,Gray表示某像素点处的灰度值,R表示红色通道,G表示绿色通道,B表示蓝色通道;
计算所有像素点处的灰度值形成二值化标准光谱图像。
3.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤2中所述将每个波长段的光照强度均值与其对应在标准光谱图像的灰度值进行比例运算,获取比例系数得表达式为:其中cdi为各波长段强度均值,hdi为各像素段灰度值,ki为各段比例系数,i=1,2,
3,...,20。
4.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤2中所述通过映射法使各个波长段能量分布与标准光谱图的各区域灰度值一一对应具体过程为:其中X为标准光谱图完成映射后x轴真实坐标,n为标准图像x=ii=1,2,3,...,m时像素点数量,n1为标准图像像素排列1:m,m为标准光谱图列数。
5.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤3中所述选择三种与三基色相对应波长的激光分别为632.8nm、532nm、450nm。
6.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤1中所述可见光白冷光源波长范围为380nm‑780nm。
7.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤4中所述待测水果的能量分布图中波长峰值个数计算方法为:设置吸收峰阈值为Γ0=150,根据下式计算Es:
Es表示各波段的能量值;Γ表示待测水果的能量分布图中波长峰值大小。
8.根据权利要求1所述水果糖度无损检测方法,其特征在于,步骤4中所述计算该水果的糖度值S过程为:Emax表示光谱吸收峰最大值,kt为糖度系数。