[发明专利]颗粒检测装置、方法及FPGA

权利要求书

1.一种颗粒检测装置，其特征在于，包括：箱体、光源、光路调整单元、样品放置单元、图像采集单元、对比单元和分析处理单元；所述光源、光路调整单元、样品放置单元、对比单元和图像采集单元设置在所述箱体中；

所述光源用于生成检测用光线，并射向所述光路调整单元；

所述光路调整单元用于对所述检测用光线进行光路调整，其中经光路调整后的检测用光线射向所述样品放置单元和所述对比单元；

所述样品放置单元用于放置包含颗粒的待检测样品；

所述对比单元用于放置不包含颗粒的对比样品；

所述图像采集单元采集所述检测用光线照射在所述样品放置单元中放置的包含颗粒的待检测样品时所产生的第一衍射图像，以及采集所述检测用光线照射在所述对比单元中放置的不包含颗粒的对比样品时所产生的第二衍射图像；

所述分析处理单元用于对所述第一衍射图像和第二衍射图像进行分析得到颗粒检测结果。

2.如权利要求1所述的颗粒检测装置，其特征在于，所述光路调整单元包括第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一扩束透镜、第一准直透镜、第二扩束透镜和第二准直透镜；

所述第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜，将所述检测用光线分为第一路检测用光线和第二路检测用光线；

所述第一路检测用光线依次通过所述第一扩束透镜和第一准直透镜进行光路调整后射向所述样品放置单元；

所述第二路检测用光线依次通过第二扩束透镜和第二准直透镜进行光路调整后射向所述对比单元。

3.如权利要求1所述的颗粒检测装置，其特征在于，所述分析处理单元用于：

根据所述第一衍射图像的像素值和第二衍射图像的像素值，得到衍射降噪灰度图；

计算所述衍射降噪灰度图的光能矩阵和光能系数矩阵；

根据所述衍射降噪灰度图的光能矩阵和光能系数矩阵，通过P-T反演算法计算得出颗粒粒径分布。

4.如权利要求3所述的颗粒检测装置，其特征在于，所述根据所述第一衍射图像的像素值和第二衍射图像的像素值，得到衍射降噪灰度图，包括：

对所述第一衍射图像进行灰度处理得到第一灰度图，对第二衍射图像进行灰度处理得到第二灰度图；

对所述第一灰度图进行降噪处理得到第一降噪灰度图，对所述第二灰度图进行降噪处理得到第二降噪灰度图；

将所述第一降噪灰度图的像素值减去第二降噪灰度图的像素值，得到所述衍射降噪灰度图。

5.如权利要求4所述的颗粒检测装置，其特征在于，对衍射图像进行灰度处理得到灰度图的方法为：

通过g(x,y)＝U[f(x,y)]将衍射图像由RGB图像转换为ycbcr图像；其中，U为灰度变换函数，f(x,y)为输入图像，g(x,y)为变换后的图像，灰度变换函数U的计算公式为：

Y＝0.183R+0.614G+0.062B+16

C_B＝-0.101R-0.338G+0.439B+128

C_R＝0.439R-0.399G-0.040B+128

根据ycbcr图像的Y、C_B和C_R三个分量，使用Y分量显示图像，得到灰度图。

6.如权利要求5所述的颗粒检测装置，其特征在于，对灰度图进行降噪处理的方法为：

扫描灰度图中的每个像素，逐帧对灰度图使用公式进行处理，得到降噪灰度图像；其中(x,y)为像素点坐标，σ为常数。