[发明专利]基于计算机视觉的糊化过程中淀粉颗粒溶胀能力的检测方法

权利要求书

1.基于计算机视觉的糊化过程淀粉颗粒溶胀能力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）淀粉制片：配制淀粉悬浮液，分散均匀后，滴加至载玻片上，得到样本片；

（2）淀粉图像获取：将样本片放置在带有显微镜的热台设备上，开启热台装备，进行升温控制，并调整显微镜使淀粉颗粒清晰明亮，并通过与显微镜相连的数码相机进行拍照，获取加热过程中的淀粉糊化颗粒图像；

（3）淀粉图像预处理：利用基于图像转换原理的rgb2gray算法将颗粒图像由RGB三通道图像转换为颗粒灰度图；

（4）淀粉颗粒边缘提取：利用改进的canny算法对淀粉颗粒进行边缘提取，将淀粉颗粒糊化灰度图转化成淀粉颗粒边缘图;

（5）淀粉颗粒边缘优化：将完成边缘提取的淀粉颗粒边缘图利用数学形态学进行优化，获得淀粉颗粒边缘优化图；

（6）淀粉颗粒像素填充：利用漫水填充算法，将淀粉颗粒边缘优化图转化成淀粉糊化二值图；

（7）淀粉颗粒像素识别及统计：利用溶胀能力检测算法遍历并识别淀粉颗粒二值图中的所有像素点，统计淀粉糊化二值图初始白色像素总数A₀，统计糊化过程中热台升温至温度i℃时淀粉糊化二值图白色像素总数A_i，并计算糊化过程中温度点i时的淀粉颗粒溶胀能力，得淀粉颗粒较未糊化颗粒的膨胀程度；

A₀:淀粉糊化二值图初始白色像素总数；

i：糊化过程中的热台温度，初始为环境温度，最高值为120℃；

A_i:热台温度处于温度i℃时，淀粉糊化二值图白色像素总数；

SC%:糊化过程中处于温度i℃时的淀粉颗粒溶胀能力；

所述溶胀能力检测算法通过以下步骤实现：

1）利用im2bw算法将淀粉颗粒二值图中的白色像素值改为1，黑色像素值不变；

2）统计淀粉颗粒二值图中所有为1的白色像素总数；

步骤（4）中，所述改进的canny算法通过以下步骤实现：

1）利用高斯滤波器对淀粉糊化图像进行平滑滤波处理；

2）构建一维高斯核，通过卷积运算获得平滑后淀粉糊化灰度图的梯度幅值与方向，方向分别为垂直、水平、45°、135°；

3）对每个像素点垂直、水平、45°、135°进行非极大值抑制，将当前像素的边缘强度与四个方向上的像素边缘强度进行比较，若当前像素的边缘强度与各方向的其他像素相比并非最大，该值将被抑制，最终保留每个像素点上梯度强度的极大值，使模糊的淀粉边缘变清晰；

4）构建阈值选取界面；阈值选取界面包含三部分：阈值拖动条、当前淀粉糊化边缘检测效果图，阈值选取确定按钮；通过拖动阈值拖动条、观察当前淀粉糊化边缘检测效果图，直到当前淀粉糊化边缘检测效果图上噪声边缘于淀粉颗粒边缘占比重低于3%，点击阈值选取确定按钮，完成最佳双阈值区间的选取；最佳双阈值区间能够最大限度提取淀粉颗粒边缘，其中双阈值为区间的上界与下界，下界为低阈值，上界为高阈值；检测过程中，若边缘像素梯度值低于阈值的边缘即为噪声，处于区间内的边缘像素梯度值即为弱边缘，高于上界即为强边缘；

5）基于双阈值区间消除噪声、弱边缘，并依靠强边缘像素点八连通领域将弱边缘转化为强边缘，完成边缘提取，将淀粉颗粒糊化灰度图转化为淀粉颗粒边缘图。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的糊化过程淀粉颗粒溶胀能力检测方法，其特征在于，步骤（1）中，所述淀粉为原淀粉、改性淀粉及淀粉混合物；所述的改性淀粉包括预糊化淀粉、交联淀粉或淀粉磷酸酯；所述的淀粉混合物是在天原淀粉或改性淀粉中添加氨基酸、尿素和氯化钠等一种或多种获得的混合物。

3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的糊化过程淀粉颗粒溶胀能力检测方法，其特征在于，步骤（1）中，所述淀粉悬浮液中的淀粉的质量含量为0.5-3%。

4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的糊化过程淀粉颗粒溶胀能力检测方法，其特征在于，步骤（2）中，所述热台设备是与显微镜相连的设备，为显微镜下的观测物体提供加热功能；所述热台设备的初始温度为环境温度，最高温度为120℃，热台设备的升温速率不高于5℃/min；所述拍照的频率为1次- 4次/2℃；所述显微镜倍数为50×10倍或20×10倍。