[发明专利]基于可见光光谱的珍珠光泽检测方法

说明书

本发明公开了基于可见光光谱的珍珠光泽检测方法，包括获取珍珠样本集；随机测量珍珠样本集中每一颗珍珠表面的h组可见光光谱数据，获得珍珠样本集中所有珍珠的可见光光谱数据组；对获得的可见光光谱数据进行预处理；分别对训练样本集和测试样本集中的每一颗珍珠的h组光谱数据，进行光谱异常处理，得到训练光谱向量集和测试光谱向量集；分别对训练光谱向量集和测试光谱向量集进行特征提取，得到训练特征向量集和测试特征向量集；根据训练特征向量集对分类模型进行训练，得到珍珠等级识别模型；采用珍珠等级识别模型对测试特征向量集进行测试，得到测试特征向量集对应珍珠样本的光泽等级。本发明识别的准确性和稳定性均有显著提高。

技术领域

本发明涉及珍珠检测技术领域，具体涉及基于可见光光谱的珍珠光泽检测方法。

背景技术

中国作为淡水珍珠养殖大国，为了保证珠农的经济利益，珍珠的良好质量评价是非常重要，现有的珍珠品质鉴定技术主要包括：

(1)人工检测，这也是国内目前最常用的一种珍珠品质鉴定技术；然而该类检测设备和方法对珍珠品质的鉴定和识别主要依赖于人工完成，不仅需要操作人员具备较高的鉴别能力，同时鉴定结果受操作人员的视力、疲劳等外界因素影响大，检测可靠性和效率均比较差。

(2)机器视觉，现有国内几家机构提出了利用图像检测的方法来对珍珠图像进行处理，进而实现珍珠的鉴别和分类；然而该类方法受图像质量影响很大，且处理过程未考虑珍珠的表面光泽非均匀特性，并不能很好的适用于珍珠光泽检测；此外，该类现有技术难以实现规模化检测，并要求操作人员具备较高的专业技术，且未能取得良好的检测精度。

(3)光谱检测，国外少量机构和论文提出了采用光谱模式识别方法对珍珠进行检测，然而这些方法并非专门为光泽品质检测而设计，多以单组紫外或红外光谱数据为识别基础，均未能取得良好的光泽品质检测精度。

发明内容

为了克服现有珍珠检测精度差等技术问题，本发明提供了解决上述问题的基于可见光光谱的珍珠光泽检测方法。本发明以珍珠表面的多组可见光光谱数据(复采样光谱数据)为基础，结合光谱异常处理、分类模型训练等，实现了珍珠的高稳定、高可靠性检测。

本发明通过下述技术方案实现：

基于可见光光谱的珍珠光泽检测方法，该检测方法包括以下步骤：

步骤S1，获取珍珠样本集，将珍珠样本集分为训练样本集和测试样本集；

步骤S2，随机测量珍珠样本集中每一颗珍珠表面的h组可见光光谱数据，获得珍珠样本集中所有珍珠的可见光光谱数据集；其中，h为整数且h≥5；

步骤S3，对步骤S2获得的可见光光谱数据进行预处理；

步骤S4，分别对训练样本集和测试样本集中的每一颗珍珠的h组光谱数据，进行光谱异常处理，得到训练光谱向量集和测试光谱向量集；

步骤S5，分别对训练光谱向量集和测试光谱向量集进行特征提取，得到训练特征向量集和测试特征向量集；

步骤S6，根据训练特征向量集及其对应所属珍珠样本的光泽等级标签，对分类模型进行训练，得到珍珠等级识别模型；

步骤S7，采用训练得到的珍珠等级识别模型对测试特征向量集进行测试，得到测试特征向量集对应珍珠样本的光泽等级。

优选的，所述步骤S4中对珍珠样本集中的每一颗珍珠的h组光谱数据，进行光谱异常处理具体包括

步骤S41，采用滑动窗粗偏移检测法筛选得到基准光谱集和异常光谱向量；

步骤S42，将异常光谱向量和基准光谱集合并，采用滑动窗粗偏移检测法对异常光谱向量进行类型检测并校正。

优选的，所述步骤S41具体包括：