浙江农林大学胡栋获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江农林大学申请的专利一种空间频域成像中球型水果表面漫反射率校正测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116499995B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310378143.5,技术领域涉及:G01N21/47;该发明授权一种空间频域成像中球型水果表面漫反射率校正测量方法是由胡栋;俞盛旗;仇德凯;贾天泽;孙通设计研发完成,并于2023-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种空间频域成像中球型水果表面漫反射率校正测量方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种空间频域成像中球型水果表面漫反射率校正测量方法,解决在空间频域成像系统中测量球型水果的漫反射时受到样品表面高度、反射角和光线入射角的影响。本方法包括以下步骤:一、投影获取结构光条纹图;二、条纹图白板校正;三、求得水果漫反射率和三维轮廓;四、对漫反射率进行高度校正,并由高度求得球型水果表面反射角;五、对高度校正后的漫反射率进行角度校正,得到球型水果最终的漫反射率;六、对漫反射率进行光学特性反演得到吸收系数和约化散射系数。本方法提出了一种适用于球型水果的漫反射校正方法,校正了由水果表面高度和角度引起的漫反射率测量误差,校正后的水果漫反射率和其反演的光学特性更加符合水果质地均匀的特性。
本发明授权一种空间频域成像中球型水果表面漫反射率校正测量方法在权利要求书中公布了:1.一种空间频域成像中球型水果表面漫反射率校正测量方法,其特征在于:包括以下步骤, 步骤1、上位机生成26张图片,包括一张全黑图片,一张全白图片,以及8个空间频率fn=0、0.01、0.05、0.1、0.15、0.20、0.25、0.3mm-1下,每个空间频率下分别有三张初相位α不同的条纹图,其中,上位机控制投影仪向水果投影条纹图获得水果的漫反射图像; 步骤2、将各条纹图依次投影在标准漫反射板上,由CCD相机采集标准漫反射板上的参考光场光照强度的分布I,对条纹图进行白板校正;白板校正通过式一实现: 其中,Icorrected为校正后的相对图像强度,I为校正前的图像强度,Idark为暗场图像强度,Iwhite为参比白板的图像强度; 步骤3、采用三相位解调算法对步骤1中水果的和步骤2中标准漫反射板的调制图像解调,分别得到不同空间频率fn下的解调图像MACfn和MAC,reffn,进行系统响应校正,消除系统误差,得到不同频率fn下的水果的漫反射图像Rinitialfn;并采用相位轮廓术求得水果的表面高度h三维轮廓; 步骤4、根据求得水果的高度图和漫反射图进行高度校正得到校正后的漫反射图Rheightfn,消除由表面高度不同引起的漫反射率的变化;根据水果的高度图求表面反射角图; 步骤4中,在0~50mm高度范围内,每2mm测量一次标准漫反射板的漫反射值,并对高度和漫反射值进行线性拟合,得到漫反射值的高度校正公式;漫反射高度校正公式的参数通过以下式六、七实现: 其中,Rinitialfn、Rheightfn分别为高度校正前后的漫反射图像,是由高度引起的漫反射偏差,afn、bfn分别为标定得到的斜率和截距;然后求得水果表面角度的余弦值,通过式八实现: 其中,θ为反射光线与相机光轴之间的角度,即水果表面反射角;h和r分别为待测样本表面高度和半径,将相位轮廓术测量得到的最大值hmax作为水果的直径,求得水果半径为r=hmax2; 步骤5、根据改进的朗伯校正原理,考虑到光线的入射角将测量区域十字划分为四个相同大小的区域,尽量减小入射角对测量结果的影响,对高度校正后的漫反射率进行角度校正,消除由表面曲率变化引起的误差,最后得到校正后的漫反射率Rfinalfn; 步骤5中,通过式九计算校正系数: 其中,kjj=1,2,3,4分别是四个区域内的校正系数,i和z分别是像素索引和测量区域中的像素总数;Rheight,reffnj是测量区域内低角度区域,反射角小于10°的漫反射值的平均值;低角度区域的解调值几乎未经校正,因此它们的平均值被用作“黄金标准”来计算方差最小的k值; 漫反射角度校正采用改进的朗伯校正,通过式十实现: 其中,Rfinalfn是角度校正后的漫反射图,Rheightfn1、Rheightfn2、Rheightfn3、Rheightfn4是四个区域内高度校正后的漫反射图; 步骤6、采用逆向算法求解水果组织的吸收系数μa和约化散射系数μ's。
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