[发明专利]基于水果表面不同组织热特性的水果损伤检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于水果表面不同组织热特性的水果损伤检测方法及装置。通过热电堆传感器采集水果样品的不同感兴趣区域的温度数据；对温度数据，依次进行压缩、傅里叶变换分析后提取曲线峰值作为特征值；将特征值输入到最小二乘法线性分类器进行分类训练，对待测水果进行检测。装置包括托座、热电堆传感器、单片机和PC机。本发明利用水果表面不同组织的热特性识别损伤部位，可靠性好，准确率高。

技术领域

本发明涉及一种食品检测方法及装置，尤其是涉及一种基于水果表面不同组织热特性的水果损伤检测方法及装置。

背景技术

有无损伤是水果分级的重要依据之一，在世界各国的水果评级标准中有严格的规定。机械损伤是引起水果采后损耗的主要因素。机械损伤不仅会造成水果感官变化，降低品质，而且增加了微生物侵染的危险性，使水果腐烂增加，货架期缩短，严重影响品质及其经济效益(虢露葭,李萍,侯晓荣等.果蔬采后机械损伤特性研究进展.食品工业科技[J],2013,34(1):389-91,96.)。更为严重的是，损伤组织还会为病原菌提供滋养繁衍的场所，进而引起正常水果的损坏，扩大经济损失。如果相关制品流入市场，还构成了食品安全隐患。

根据周其显等人(周其显.苹果早期机械损伤的红外热成像检测研究[D].南昌：华东交通大学，2011.)的研究，在理想情况下，对于苹果某一特定组织的过余温度比的对数是关于时间的一次函数。

现有文献中出现了几种水果损伤的无损检测方法，包括机器视觉技术、光谱技术、光谱成像技术和红外热成像技术等。但是这些无损检测方法检测损伤稳健性不强，且成本较高，而且如何在识别损伤的同时，避免将果梗/花萼误判为损伤仍是一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种基于水果表面不同组织热特性的水果损伤检测方法及装置，基于水果表面不同组织的热特性检测水果表面而判断损伤。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种水果损伤检测方法，该方法的步骤如下：

1)通过热电堆传感器采集水果样品的不同感兴趣区域的温度数据；

2)对温度数据，依次进行压缩、傅里叶变换分析后，提取曲线峰值作为特征值；

3)将特征值输入到最小二乘法线性分类器进行分类训练；

4)对于待测水果，重复步骤1)～2)得到其特征值，输入到分类训练后的最小二乘法线性分类器中进行判别得到损伤检测结果。

所述的感兴趣区域包括水果的损伤部位、花萼部位和正常组织部位。

所述的不同感兴趣区域的温度数据包括热电堆传感器中每个传感元件多次采集的温度值。

对于所述步骤2)中每次采集的温度数据具体采用以下方式处理：

2.1)温度场压缩：

取热电堆传感器中每列传感元件每次采集的温度平均值形成一行矩阵，然后矩阵转置为列矩阵，再将列矩阵按采集的时间次序排列得到温度场压缩数据矩阵，作为压缩的温度场信号T_mi，m表示数据矩阵的行数，i表示数据矩阵的列数，即数据采集的次数；

2.2)温度场时序压缩：

对压缩的温度场信号T_mi以每相邻的八个列矩阵为一组，计算其中每行的平均值，将每相邻的八个列矩阵合并为一列得到温度场时序压缩数据矩阵，作为压缩的温度场时序信号D_mj，j表示压缩的温度场时序信号的列数；

2.3)特征峰提取：