一种马铃薯的缺陷检测方法技术

本发明专利技术公开一种马铃薯的缺陷检测方法，将经蒸汽脱皮后的马铃薯清洗、吹干，转移到金属板上，金属板下接触5-30℃的流动水，用红外线灯加热马铃薯，用红外摄像机拍照，拍摄的红外照片传输到计算机，计算机对马铃薯热像图进行处理分析，对热像图进行中值滤波或均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算差值的绝对值大于1℃的像素点所对应实物的面积，如果面积大于25mm2，则为有缺陷的马铃薯；本发明专利技术通过机器识别劣质马铃薯，利用热成像技术达到快速识别碰伤、腐烂和发芽的去皮马铃薯，识别正解率高且稳定。

【技术实现步骤摘要】
—种马铃薯的缺陷检测方法
本专利技术涉及一种马铃薯品质的快速鉴别方法，尤其涉及一种利用热成像方法快速鉴别缺陷马铃薯的方法，属于无损检测领域。
技术介绍
马铃薯是现今人类社会的四大粮食作物之一，仅次于水稻、玉米和小麦。马铃薯含有大量的淀粉，可以为食用者提供丰富的营养能源。随着食品工业的快速发展，马铃薯的食用方式越来越多样化，基于马铃薯全粉的薯泥、薯饼等需求量越来越大。马铃薯全粉具有新鲜马铃薯蒸熟后的风味、营养损失少、质量稳定性好、加工方便和成形容易等优点，所以被广泛应用于复合薯条(片)、方便马铃薯泥、快餐(或速冻)、膨化和婴儿食品等，是国际上流行的多种休闲保健食品原料。目前，马铃薯全粉的生产全都采用机械化，与人工制粉相t匕，极大的提高效率。在马铃薯全粉的机械化制备过程中，首先是脱皮，通常，表皮与肉质之间的亲和力较强，两者紧密贴合很难分离，脱皮方法有三种，包括化学去皮、砂轮磨皮和蒸汽去皮。化学去皮法成本提高，会污染薯肉及环境；砂轮磨皮法是应用砂轮对马铃薯直接磨肖IJ，这种方法存在肉质损伤大，制成品得率较低等缺点，造成严重浪费；蒸汽去皮是对马铃薯进行高温瞬时蒸皮，表皮迅速膨化、分离，对肉质无损伤，而且具有脱皮效率高、无污染的优点，已成为脱皮的主要方法，并为获得高产薯粉提供基础。马铃薯在收获、储藏、运输过程中会损伤品质，包括碰伤、腐烂和发芽等。碰伤、腐烂部位的马铃薯表层肉质的颜色会发生黑变，如不去除会降低薯粉的洁白度，导致产品的质量降低，效益下降；发芽部位的薯肉会变绿，同样会降低薯粉的品质；此外，这些马铃薯被加工成全粉后，由于发芽部位有毒，消费者食用会有损健康。对于这些劣质马铃薯的剔除，现在是采用人工方法，通过用肉眼仔细观察脱皮后的马铃薯，发现变黑、变绿的马铃薯及时剔除。这种方法费时费力，并且建立在人的感观识别上，易受人的行为影响，与人的注意力集中程度、情绪、疲劳程度有关，因而不能很好、准确地识别这些劣质马铃薯。热成像的基础是依据物料发出的红外辐射，红外(热)辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，一切高于绝对零度(_273°C)的物体，都不断地发射红外辐射，同时这种辐射都载有物体的特征信息。红外热成像技术是利用物体各部分温度差异造成红外热辐射不同而把物体不可见的热辐射情况转换为可视化热像图从而获得信息的技术。如果物体表面或内部存在缺陷，则其表面温度场不同，于是向外辐射的红外能量也会存在不同，据此可以达到无损检测物体品质的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有马铃薯的缺陷检测依靠人感观识别的不足，提供一种基于红外热成像检测技术的马铃薯缺陷检测方法，能快速、准确地识别劣质马铃薯。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是采用如下步骤:(I )将经蒸汽脱皮后的马铃薯，用5-30°C的流动水清洗3?15min，取出，常温气流吹干；(2)将马铃薯转移到金属板上，金属板下接触5-30°C的流动水，保持温度稳定，用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率25(T500W，灯泡与马铃薯的距离为35?55cm，加热时长0.5?2min ; (3)用红外摄像机拍照，像机镜头距马铃薯35飞5cm，拍摄的红外照片传输到计算机。(4)计算机对马铃薯热像图进行处理分析，热像图处理分析过程是:对热像图进行中值滤波或均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算差值的绝对值大于1°C的像素点所对应实物的面积，如果面积大于25 _2，则为有缺陷的马铃薯。本专利技术具有的优点和有益效果是:本专利技术通过机器识别劣质马铃薯，利用热成像技术达到快速识别碰伤、腐烂和发芽的去皮马铃薯，能克服现有的通过人感官识别的缺点，识别正解率高，且稳定，机器识别还能够大大地降低生产成本。【具体实施方式】先采用常规的蒸汽去皮法对马铃薯进行高温瞬时脱皮，将经蒸汽脱皮后的马铃薯，用5-30°C的流动水清洗:Tl5min，取出，常温气流吹干。接着将马铃薯转移到金属板上面，使金属板下面接触5-30°C的流动水，保持金属板以及马铃薯的温度稳定，用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率25(T500W，灯泡与马铃薯的距离为35?55cm，加热时长0.5?2min。然后用红外摄像机对加热马铃薯后的拍照，红外摄像机的镜头距离马铃薯35飞5cm，将拍摄的红外照片传输到计算机，计算机对马铃薯的热像图进行处理分析。热像图处理分析的过程是:对热像图进行中值滤波或均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算出的差值的绝对值大于1°C的像素点所对应实物的面积是&如果面积S大于25 mm2，则为有缺陷的马铃薯，反之，则为无缺陷的马铃薯。下面通过6个实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1 将经蒸汽脱皮后的马铃薯50个，用5°C的流动水清洗15min，取出，常温气流吹干。将马铃薯转移到金属板上，金属板下接触15°C的流动水，保持温度稳定。用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率250W，灯泡与马铃薯的距离为35cm，加热时长0.5min。用红外摄像机拍照，像机镜头距马铃薯35cm，拍摄的热像传输到计算机。对热像进行均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算差值的绝对值大于l°c的像素点所对应实物的面积S,如果S大于25 mm2，则为有缺陷的马铃薯。经人工核对，此方法所获热像的机器识别正确率达 92.5%ο实施例2 将经蒸汽脱皮后的马铃薯50个，用15°C的水流动清洗lOmin，取出，常温气流吹干。将马铃薯转移到金属板上，金属板下接触30°C的流水，保持温度稳定。用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率500W，灯泡与马铃薯的距离为55cm，加热时长lmin。用红外摄像机拍照，像机镜头距马铃薯55cm，拍摄的红外照片传输到计算机。对热像进行均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算差值的绝对值大于1°C的像素点所对应实物的面积&如果S大于25 mm2，则为有缺陷的马铃薯。经人工核对，此方法所获热像的机器识别正确率达95%。实施例3 将经蒸汽脱皮后的马铃薯50个，用30°C的水流动清洗3min，取出，常温气流吹干。将马铃薯转移到金属板上，金属板下接触5°C的流水，保持温度稳定。用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率350W，灯泡与马铃薯的距离为45cm，加热时长40 S。用红外摄像机拍照，像机镜头距马铃薯55cm，拍摄的红外照片传输到计算机。对热像进行均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算差值的绝对值大于IV的像素点所对应实物的面积&如果S大于25 mm2，则为有缺陷的马铃薯。经人工核对，此方法所获热像的机器识别正确率达97.5%。实施例4 将经蒸汽脱皮后的马铃薯50个，用20°C的水流动清洗4min，取出，常温气流吹干。将马铃薯转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马铃薯的缺陷检测方法，其特征是采用如下步骤：（1）将经蒸汽脱皮后的马铃薯，用5?30℃的流动水清洗3~15min，取出，常温气流吹干；（2）将马铃薯转移到金属板上，金属板下接触5?30℃的流动水，保持温度稳定，用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率250~500W，灯泡与马铃薯的距离为35~55cm，加热时长0.5~2min；（3）用红外摄像机拍照，像机镜头距马铃薯35~55cm，拍摄的红外照片传输到计算机；（4）计算机对马铃薯热像图进行处理分析，热像图处理分析过程是：对热像图进行中值滤波或均值滤波去噪，采用阈值分割方法，提取马铃薯热像的区域，计算该区域内像素的平均温度值，然后计算区域内各像素点的温度值与平均温度值的差值，计算差值的绝对值大于1℃的像素点所对应实物的面积，如果面积大于25?mm2，则为有缺陷的马铃薯。

【技术特征摘要】
1.一种马铃薯的缺陷检测方法，其特征是采用如下步骤: (1)将经蒸汽脱皮后的马铃薯，用5-30°C的流动水清洗3?15min，取出，常温气流吹干； (2)将马铃薯转移到金属板上，金属板下接触5-30°C的流动水，保持温度稳定，用红外线灯加热马铃薯，灯泡功率25(T500W，灯泡与马铃薯的距离为35飞5cm，加热时长.0.5?2min ； (3)用红外摄像机拍照，像...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆道礼，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：