專利名稱：基于圖像處理的農藥殘留速測卡檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及農藥殘留速測卡檢測和圖像處理技術領域，具體涉及一種基于圖像處理的農藥殘留速測卡檢測方法。
背景技術：
國家標準《GB/T 5009. 199-2003蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測速測卡法》制定了采用固化有膽堿酯酶和靛酚乙酸酯試劑的速測卡快速篩選測定蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯的方法。基于此方法，國內也相繼出現相關的專利技術和產品， 如食物殘留農藥的檢測卡片(請參見公開號為C擬611892的國家專利)，農藥環(huán)境污染診斷速測卡及其制造方法(請參見公開號為CN1540320的國家專利)，和蔬菜農藥殘留速測卡 (請參見公開號為CN2751303的國家專利)等。但是由于速測卡方法是通過與空白對照卡比較，以白色藥片“不變色或淺藍色”為陽性結果，“天藍色或與空白對照卡相同”為陰性結果。這一方法中，淺藍色、天藍色和空白對照卡色的概念敘述模糊，且對速測卡的檢測目前由人工來完成，而人類視覺具有主觀性，不同人之間存在著色覺差異，因此僅憑人工來判斷不變色、淺藍色、天藍色和空白對照卡色不可能實現準確檢測，最終會造成實際檢測工作中錯檢、漏檢率高。因此有必要研發(fā)快速可靠的機器視覺技術來進行速測卡的色彩檢測。目前市場上的農藥殘留速測儀，主要集中應用于GB/T5009. 199-2003中的酶抑制法(分光光度法)，原理等同于傳統(tǒng)的分光光度計。由北京智云達科技有限公司申請的公開號為CN101614672的發(fā)明專利申請“一種便攜式可擴展的試劑分析方法及其設備”使用“顏色的深淺與樣品中各種成分的濃度成正比”的方法來檢測速測卡中的農藥殘留。其方法過于寬泛，且顏色深淺定義不嚴密，同樣存在檢測準度差的問題。

發(fā)明內容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是如何準確地判斷速測卡中膽堿酯酶的抑制率，從而實現快速測定農藥殘留含量的目的。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的農藥殘留速測卡檢測方法，包括以下步驟Si、用速測卡對樣品進行農藥殘留含量檢測，獲取檢測結果；S2、獲取檢測后所述速測卡上的圖像；S3、對所述圖像進行預處理；S4、計算預處理后圖像的紅色分量的平均色度值R ；S5、計算兩個標準RGB色卡的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入預設區(qū)間，且R2落入另一預設區(qū)間，則執(zhí)行步驟S6，否則對所述平均色度值R進行校正，得到校正后的值R’ ；
S6、根據空白對照速測卡的平均色度值Rmax、原始不變色的速測卡的平均色度值Rtl 和檢測樣品后速測卡的平均色度值R，或根據Rmaj^Rtl和校正后的值R’計算膽堿酯酶的抑制率；S7、根據所述膽堿酯酶的抑制率判斷所述速測卡測得的農藥殘留含量的性質。優(yōu)選地，步驟S2中，獲取圖像的條件為在封閉空間內，且白色光源條件下。優(yōu)選地，步驟S3中，進行圖像預處理包括進行圖像的中值濾波降噪和邊緣檢測銳化。優(yōu)選地，步驟S4具體為對預處理后的圖像提取RGB顏色空間，對圖像的黃色分量進行灰度調整，然后對速測卡區(qū)域和背景區(qū)域進行閾值分割，建立一個與速測卡圖像像素相同大小的nXm矩陣Amxn，在該矩陣中，對圖像中的紅色分量提取特征值I u，并根據該特征值Rij求得Amxn矩陣中紅色分量的平均色度值R，其中i = 1，. . .，m，j = 1，. . .，η。優(yōu)選地，計算兩個標準RGB色卡#0000⑶和#擬69比的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入區(qū)間W，6]，且R2落入區(qū)間[205，215]，則執(zhí)行步驟56;若附、1 2分別超出區(qū)間
和[205，215] —定的閾值，則對平均色度值R進行校正，得到校正后的值R’ R，= (R-Rl) *210/(R2-R1) 優(yōu)選地，步驟S6中，所述膽堿酯酶的抑制率=(??？-^/饑-^父^^^，其中，若未對R進行校正，則R = R，否則R = R’。優(yōu)選地，步驟S7中，判斷速測卡所測得的農藥殘留含量的性質的方式為若所述膽堿酯酶的抑制率大于50%，判斷為陽性；大于30%，且小于50%時，判斷為疑似陽性；小于30%時，判斷為陰性。(三)有益效果本發(fā)明利用圖像處理技術設計出一種測量農藥殘留含量的方法，相對于傳統(tǒng)的目測方法，能準確地判斷速測卡中膽堿酯酶的抑制率，從而實現快速測定農藥殘留含量的目的。


圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例一A、選擇市場上常見的農藥速測卡(綠洲生化AClO 1)，按照國家標準《GB/T 5009. 199-2003蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測速測卡法》測定樣品大白菜中的農藥殘留含量；B、將維視圖像VS-VGA200S工業(yè)相機固定在速測卡正上方50cm處，選用CCS面發(fā)光HPD-150SW白色光源，光源固定在速測卡的后上方50cm處(45度入射角)。圖像采集卡選用VS-VGA100以將圖像信號轉化為數據信號；C、相機獲取速測卡的圖像后，首先進行圖像的中值濾波降噪和邊緣檢測銳化。對彩色的速測卡圖像提取RGB顏色空間，對速測卡圖像的黃色分量進行灰度調整，然后對速測卡區(qū)域和背景區(qū)域進行閾值分割，建立一個與速測卡片圖像像素相同大小的nXm矩陣 Anxm，在該矩陣中，對速測卡圖像中的紅色分量提取特征值I^ij，并根據特征值Rij求Anxm矩陣
1 η m
中紅色分量的平均色度值R為51，計算公式為Rv
權利要求
1.一種基于圖像處理的農藥殘留速測卡檢測方法，其特征在于，包括以下步驟51、用速測卡對樣品進行農藥殘留含量檢測，獲取檢測結果；52、獲取檢測后所述速測卡上的圖像；53、對所述圖像進行預處理；54、計算預處理后圖像的紅色分量的平均色度值R；55、計算兩個標準RGB色卡的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入預設區(qū)間，且R2落入另一預設區(qū)間，則執(zhí)行步驟S6，否則對所述平均色度值R進行校正，得到校正后的值 R，；56、根據空白對照速測卡的平均色度值Rmax、原始不變色的速測卡的平均色度值Rtl和檢測樣品后速測卡的平均色度值R，或根據Rmax、R0和校正后的值R’計算膽堿酯酶的抑制率；57、根據所述膽堿酯酶的抑制率判斷所述速測卡測得的農藥殘留含量的性質。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，獲取圖像的條件為在封閉空間內，且白色光源條件下。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，進行圖像預處理包括進行圖像的中值濾波降噪和邊緣檢測銳化。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4具體為對預處理后的圖像提取RGB 顏色空間，對圖像的黃色分量進行灰度調整，然后對速測卡區(qū)域和背景區(qū)域進行閾值分割， 建立一個與速測卡圖像像素相同大小的nXm矩陣Amxn，在該矩陣中，對圖像中的紅色分量提取特征值1^_，并根據該特征值Rij求得Amxn矩陣中紅色分量的平均色度值R，其中i =1 j ··· j m j j 1 j ··· j η ο
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，計算兩個標準RGB色卡#0000⑶和#D2691E 的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入區(qū)間W，6]，且R2落入區(qū)間[205，215]，則執(zhí)行步驟S6;若R1、R2分別超出區(qū)間
和[205，215] —定的閾值，則對平均色度值R進行校正，得到校正后的值R’。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S6中，所述膽堿酯酶的抑制率= (R-Rmax) / (R0-Rmax) X 100%，其中，若未對R進行校正，則R = R,否則R = R，。
7.如權利要求1 6中任一項所述的方法，其特征在于，步驟S7中，判斷速測卡所測得的農藥殘留含量的性質的方式為若所述膽堿酯酶的抑制率大于50%，判斷為陽性；大于 30%，且小于50%時，判斷為疑似陽性；小于30%時，判斷為陰性。
全文摘要
本發(fā)明涉及農藥殘留速測卡檢測和圖像處理技術領域，公開了一種基于圖像處理的農藥殘留速測卡檢測方法，包括步驟S1、用速測卡對樣品進行農藥殘留含量檢測；S2、獲取檢測后速測卡上的圖像；S3、對圖像進行預處理；S4、計算預處理后圖像的紅色分量的平均色度值R；S5、計算兩個標準RGB色卡的平均色度值R1和R2，若R1落入預設區(qū)間，且R2落入另一預設區(qū)間，則執(zhí)行步驟S6，否則對平均色度值R校正；S6、根據空白對照速測卡的平均色度值Rmax、原始速測卡的平均色度值R0和檢測樣品后速測卡的平均色度值R或校正值R’計算膽堿酯酶的抑制率；S7、根據抑制率判斷速測卡測得的農藥殘留含量的性質。本發(fā)明能準確地判斷速測卡中膽堿酯酶的抑制率，從而實現快速測定農藥殘留含量的目的。
文檔編號G01N21/78GK102565044SQ20111042781
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者王紀華, 陸安祥 申請人:北京市農林科學院