[发明专利]基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法和系统

权利要求书

1.一种基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法，其特征在于：利用粮食和油料籽粒的声学特性，结合小波变换技术，对粮食和油料的品质进行无损检测，具体过程如下：

(1)将粮食或油料籽粒放入信号采集箱，使其撞击采集箱底部的金属靶产生声音信号；

(2)声音传感器接收粮食或油料籽粒撞击的声音信号，经过滤波和放大后，数据采集卡对声音信号进行A/D变换，计算机将采集到的声音信号数据保存起来；

(3)利用端点检测方法检测出每一粒粮食或油料籽粒撞击所产生声音信号的起点和终点；

(4)利用小波函数，对每一粒粮食或油料籽粒由以上起点和终点确定的撞击声音数据进行多尺度一维离散小波分解；

(5)对每一籽粒声音信号分解结构中第n层近似分量的小波系数，利用小波函数进行单支重构，其中n为正整数，即根据步骤(4)的分解结果，重构第n层的近似分量，然后将所有籽粒的重构信号取绝对值后求平均，最后对得到的平均值序列求平方和，即得出能量，作为特征；

(6)采用回归方法，建立提取的能量特征与粮食或油料品质指标的回归分析预测模型；

(7)基于以上关系模型测定粮食或油料的品质指标。

2.根据权利要求1所述的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法，其特征在于：在所述的步骤(4)和(5)中，采用db函数、haar函数、Coiflets函数、Symlets函数、Discrete Meyer函数、Biorthogonal函数、Reverse Biorthogonal函数中的任意一种，对每一粒粮食或油料声音数据进行多尺度一维离散小波分解与重构。

3.根据权利要求1所述的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法，其特征在于：所述的粮食或油料籽粒以单粒自由下落方式撞击采集箱底部的金属靶。

4.根据权利要求1所述的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法，其特征在于：所述的粮食或油料籽粒以固定流量自由下落方式撞击采集箱底部的金属靶。

5.根据权利要求1～4任一所述的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法，其特征在于：所述的粮食籽粒为小麦、水稻、糙米、大米、玉米、绿豆中的任意一种；所述的油料籽粒为油菜籽、花生、大豆中的任意一种。

6.实施权利要求1所述方法的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取系统，其特征在于：它包括自动进料装置(1)，自动进料装置(1)与采集箱(2)相通；在所述采集箱(2)的底部设置金属靶(3)和声音传感器(4)，声音传感器(4)采集的声音信号经过滤波器(5)滤波、放大器(6)放大后送入主机(7)，所述的主机(7)为包含数据采集卡的主机。

7.根据权利要求6所述的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取系统，其特征在于：在所述的采集箱(2)的内壁上装有隔音材料层。

8.根据权利要求1所述的基于小波变换的粮食及油料声信号特征提取方法，其特征在于：所述的粮食或油料籽粒撞击的采集箱底部靶子的材质可以是金属、玻璃、塑料、石材中任意一种固体材料。