[发明专利]一种无损检测农产品光学特性参数的方法与装置

权利要求书

1.一种无损检测农产品光学特性参数的方法，其特征在于：

1)通过空间频域成像获得被测样品的光学特性参数信息初始值，被测样品为非平板农产品；

2)通过相位测量轮廓术获得被测样品的表面高度信息；

3)利用被测样品的表面高度信息对被测样品的光学特性参数信息初始值进行修正，获得被测样品修正后的光学特性参数；

4)利用半球形固体仿体替换被测样品重复上述步骤处理并计算获得第一、第二、第三、第四光学特性参数拟合系数a(μ_a)、b(μ_a)、a(μ'_s)和b(μ'_s)，

5)利用第一、第二、第三、第四光学特性参数拟合系数a(μ_a)、b(μ_a)、a(μ'_s)和b(μ'_s)采用以下公式计算得到被测样品农产品的最终光学特性参数值μ_{a,measured_sample}和μ'_{s,measured_sample}，作为被测样品的最终光学特性参数：

μ_{a,measured_sample}(x,y)＝a(μ_a)μ_{a,corrected_sample}(x,y)+b(μ_a)

μ'_{s,measured_sample}(x,y)＝a(μ'_s)μ'_{s,corrected_sample}(x,y)+b(μ'_s)

其中，μ_{a,corrected_sample}(x,y)为被测样品在像素点(x,y)处修正后的吸收系数，μ'_{s,corrected_sample}(x,y)为被测样品在像素点(x,y)处修正后的约化散射系数。

2.根据权利要求书1所述的无损检测农产品光学特性参数的方法，其特征在于：所述步骤1)具体是：

1.1)通过投影仪投射多个不同空间频率的光到标准反射板与被测样品上，并且在每个空间频率下用0°、120°、240°三种不同相位的正弦灰度图案进行投射，通过相机分别测得标准反射板与被测样品的光学特性漫反射图像，得到光学特性漫反射图像的每个像素点在每个空间频率的三个相位下的反射强度值I₁、I₂、I₃；

1.2)标准反射板与被测样品在每个空间频率光学特性漫反射图像下的振幅值采用下面的公式解调计算：

其中，I_AC，ref表示标准反射板像素对应的振幅值，I_AC表示被测样品像素对应的振幅值；

1.3)根据标准反射板的振幅值I_AC，ref、被测样品的振幅值I_AC与标准反射板的反射率R_d,ref采用以下公式计算得到被测样品在每个像素点处的反射率：

其中，R_d,ref表示标准反射板像素对应的反射率，是已知值，R_d表示被测样品像素对应的反射率；

1.4)通过以下公式将不同空间频率f_x的被测样品的反射率R_d与其对应的空间频率f_x的非线性拟合，得到每个像素点(x,y)处的吸收系数μ_a(x,y)与约化散射系数μ'_s(x,y)的初始值，作为被测样品的光学特性参数信息初始值：

μ_tr＝(μ_a+μ'_s)

μ_eff＝(3μ_aμ_tr)^1/2

a'＝μ'_s/μ_tr

其中，A为比例常数，R_eff表示有效反射系数，R_eff＝0.636n+0.668+0.710/n-1.440/n²，n为被测样本的折射率，μ_tr为传输系数，μ'_eff为约化衰减系数，μ_eff为有效衰减系数，a'为反照率，f_x表示空间频率。