[发明专利]多光谱检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种多光谱检测装置，其特征在于，包括光源、聚光镜头、摄影机、滤光片自动切换装置、遮光罩和防护罩；所述防护罩位于遮光罩的上方，所述遮光罩的上表面和防护罩的下表面相对的位置分别开有第一通孔；所述遮光罩的底部与第一通孔相对的位置放置待检测的样品，其顶部固定设有光源；所述滤光片自动切换装置设置在所述防护罩内，所述滤光片自动切换装置包括壳体、安装在壳体内的滤光片转换轮、以及与所述滤光片转换轮相连的驱动单元，所述壳体上开有贯穿壳体上下表面的观察窗，所述观察窗位于所述第一通孔处；所述滤光片转换轮相对于观察窗的位置的环向上设有多个滤光片沉孔，每个滤光片沉孔内设有滤光片；所述聚光镜头安装在观察窗的上方，其另一端与摄像机连接。

2.如权利要求1所述的多光谱检测装置，其特征在于，所述遮光罩的底部位于样品的一侧设有白参考瓦。

3.如权利要求1所述的多光谱检测装置，其特征在于，所述滤光片自动切换装置还包括位置检测单元，所述位置检测单元包括两个分别与驱动单元相连的传感器，所述壳体和滤光片转换轮相对的位置分别开有的第二通孔，所述两个传感器分别位于壳体的第二通孔的上下端，将壳体的第二通孔与滤光片转换轮的第二通孔重合时的位置设为初始位置。

4.如权利要求1所述的多光谱检测装置，其特征在于，所述驱动单元为步进电机，所述驱动单元通过双齿轮结构的传动装置与所述滤光片转换轮连接，所述双齿轮相啮合，其中一个齿轮与滤光片转换轮同轴相连，另一个齿轮与所述驱动单元的转动轴相连。

5.如权利要求1所述的多光谱检测装置，其特征在于，还包括手柄，所述手柄位于防护罩的外部，所述手柄上设置有启动开关，所述启动开关通过导线与驱动单元相连。

6.如权利要求1所述的多光谱检测装置，其特征在于，所述摄影机为电荷耦合相机。

7.如权利要求1所述的多光谱检测装置，其特征在于，所述光源为可发出均匀面光线的石英卤钨灯。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的多光谱检测装置的检测方法，其特征在于，包括图像获取步骤：打开光源和摄像机，同时通过驱动单元驱动滤光片转换轮转动使得所需的滤光片对准观察窗，由摄像机通过聚光镜头从滤光片中获取样品的灰度图像；转动滤光片转换轮切换滤光片，获取多张不同波段的灰度图像。

9.如权利要求8所述的多光谱检测装置的检测方法，其特征在于，所述样品为畜肉样品，所述多光谱检测方法还包括：

图像分割步骤：通过图像分割运算模型将不同波段下的灰度图像两两进行运算，获得分级的样品的灰度图像；运算后所得的灰度图像中各像素点的灰度值设为I_ij，两个不同波段下的灰度图像的灰度值分别设为I_1ij和I_2ij，图像矩阵的行数为i，列数为j，则图像分割运算模型为：I_ij＝I_1ij-I_2ij；

样品的大理石花纹等级判定步骤：根据所述的图像分割运算模型为：I_ij＝I_1ij-I_2ij提取出脂肪颗粒，利用分割后的样品的灰度图像信息可以计算出待测样品中脂肪颗粒的大小、分布均匀性、分布密度等大理石花纹特征变量，从而可得出出样品的大理石花纹等级，样品的大理石花纹等级设为L，根据所述图像分割运算模型中得到的样品灰度值I_ij计算出大理石花纹特征变量的值X_i，回归系数设为b₀和b_i，i＝1，2，......，m，m为所建模型中所选滤光片的数量，则大理石花纹等级的预测运算模型为：

L=b0+Σi=1nbiXi.]]>

10.如权利要求8所述的多光谱装置的检测方法，其特征在于，还包括：

样品相对发射率的换算步骤：在放置样品的一侧设有白参考瓦，通过将白参考瓦的标准灰度值与样品灰度图像中各像素点的灰度值进行比较，换算出各个像素的相对反射率X_ij；样品灰度图像上像素点的灰度值设为G_ij，白参考瓦的标准灰度值设为G₀，图像矩阵的行数为i，列数为j，则每种滤光片的样品相对反射率X_ij的计算公式为：

X_ij＝G_ij/G₀；

样品品质参数的测定步骤：利用多元线性回归模型检测样品的灰度图像中各像素点的品质参数；样品灰度图像中像素点的品质参数值设定为F_ij，回归系数为f₀和f_k，k＝1，2，......，m，m为所建模型中所选滤光片的数量，由所述样品相对反射率的计算公式换算出每种滤光片的样品相对反射率X_kij，则所建立的多元线性回归模型为：

Fij=f0+Σk=1mfkXkij.]]>