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原文传递碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法

专利名称：	碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法
摘要：	本发明属于维生素C含量，公开了一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，以维生素C和碘之间的氧化还原反应为基础，用红外摄像头通过浊度测量方法测定反应后剩余的碘量，得到维生素C的含量；红外发光LED发出的红外光透过碘悬浊液后被吸收和散射后，透过的光线被红外摄像头捕获形成数字图像，处理后获得可用于表征维生素C浓度的颜色分量；将摄像机获取的不同颜色分量与对应的不同浓度的维生素C进行拟合，得到拟合度较高的表达式用于未知浓度的维生素C的测量。碘比浊法与红外摄像头和图像处理技术结合用于维生素C的测定，提供了一种新的维生素C测量方法，具有操作简单、小型化等优点，拓宽了图像检测的应用领域。
专利类型：	发明专利
申请人：	淮北师范大学
发明人：	刘升;苗翼;许海杰;郜洪文
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
申请号：	CN202010055612.6
公开号：	CN111175297A
代理机构：	北京众合诚成知识产权代理有限公司
代理人：	邹仕娟
分类号：	G01N21/82;G01N21/78;G01N21/27;G01N33/02;G06T7/90;G;G01;G06;G01N;G06T;G01N21;G01N33;G06T7;G01N21/82;G01N21/78;G01N21/27;G01N33/02;G06T7/90
申请人地址：	235000 安徽省淮北市东山路100号
主权项：	1.一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，其特征在于，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法以维生素C和碘之间的氧化还原反应为基础，用红外摄像头通过浊度测量方法测定反应后剩余的碘量，得到维生素C的含量；红外发光LED发出的红外光透过碘悬浊液后被吸收和散射后，透过的光线被红外摄像头捕获形成数字图像，处理后获得可用于表征维生素C浓度的颜色分量和灰度分量；将摄像机获取的不同颜色分量值和灰度值与对应的不同浓度的维生素C进行拟合，得到拟合度较高的表达式用于未知浓度的维生素C的测量。 2.如权利要求1所述的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，其特征在于，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法包括以下步骤：第一步，利用红外线摄像头拍摄光透过碘悬浮液后的图像，碘悬浮液是通过加入维生素C到碘乙醇溶液中，维生素C和碘发生氧化还原反应，反应后剩余碘形成碘悬浮液；第二步，通过分析摄像头获取的图像得到图像对应的RGB值，计算得到图像的灰度值和灰度的对数值，并用RGB颜色空间转换到CIE-Lab的颜色空间，得到对应的Lab值；第三步，通过分析维生素C与颜色分类RGB值、Lab值、灰度值和灰度值的对数之间的关系，得到了相关度较高的维生素C浓度与L、灰度值和对数灰度值的关系式。 3.如权利要求2所述的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，其特征在于，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法获取摄像头图像、设置摄像头工作参数和处理图像得到溶液对应的RGB值、Lab值和灰度值；获取一帧图像，取图像中心长方形区域中包括六个LED光源图像的3500个像素点的RGB值的平均值，得到浊度溶液对应的RGB值，再从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，得到该浊度溶液对应的Lab值；其中L表示溶液透过光的亮度，a表示从红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围，L的值域由0到100，a和b的值域都是由+127至-128，RGB颜色空间到Lab颜色空间的转换采用近似转换算法。 4.如权利要求3所述的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，其特征在于，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法包括：首先，将RGB颜色空间转换到XYZ颜色空间：然后，把XYZ颜色空间转换到Lab颜色空间，得到颜色分量Lab：获取RGB值对应灰度值： grayscale＝R×0.299+G×0.587+B×0.114。 5.如权利要求1所述的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，其特征在于，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法还包括：样品溶液：取样品水果组织例如西红柿或者黄瓜10g，捣碎后放入FSH-2A可调高速均质机中，进一步搅碎细胞，搅匀样品；加入高岭土漂白，再用0.25mol/L乙酸稀释至100ml，放入离心机离心后取上层清澈溶液。 6.如权利要求1所述的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法，其特征在于，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法还包括：将10mL浓度维生素C溶液加入1mL碘乙醇溶液中来制备所需的悬浊液；将混合后的悬浮液转移到比色皿内，放入实验装置中进行测量，要求在30秒内获取悬浊液的图像，图像的RGB值、Lab值、灰度值和灰度的对数值由软件自动计算；测量前，测量装置需要预热20分钟；通过对维生素C浓度序列和对应的Lab值、RGB值、灰度值和灰度的对数值进行拟合，得到它们之间的关系表达式；实际样品的测量采用了拟合度和一致性较高的L、灰度和灰度的对数。 7.一种实施权利要求1～6任意一项所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：USB接口、红外摄像头、850nm窄带滤波器、LED恒流驱动电路、红外光源、样品池、亚克力盒子、反应杯；电脑通过USB接口与红外摄像头连接，红外摄像头通过导线与LED恒流驱动电路连接，红外摄像头上安装有850nm窄带滤波器，LED恒流驱动电路通过导线和红外光源连接，亚克力盒子中心位置放置样品池，样品池上放置比色皿。 8.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述红外光源由六个850nm的红外LED组成，由恒流电路驱动。 9.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述恒流驱动电路的U2产生参考电压经U1A缓冲后，与采样电阻R6上的取样电压进行比较，控制Q1实现LED恒流驱动；调整W1改变LED的工作电流；电路由USB接口供电。 10.一种如权利要求1～6任意一项所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法在维生素C含量测定中的应用。
所属类别：	发明专利