基于機器視覺技術的藥材及飲片“辨色”研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本課題來源于“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAI29B11)。顏色是中藥質量標準中性狀評價極為重要的內容,但傳統的中藥顏色檢測大多依靠人的感官評估,人對顏色的辨別是一個非常復雜的過程,受到光學、視覺生理、視覺心理等諸多因素影響,不同人對同一種顏色可能給出不同的感官評價,即使同一個人在不同時間、不同環(huán)境下也可能給同一種顏色以不同的感官評價。
  本課題引入機器視覺技術,從硬件模塊和軟件模塊兩部分入手,自制機器視覺系統,建立

2、一種快速、靈敏和定量的顏色評價方法來實現中藥的顏色評價,并進行相應的方法學研究。
  方法:本課題針對中藥中的中藥材及飲片顏色客觀化這一行業(yè)關注的共性難題,從現有顏色客觀量化方法入手,通過研究指出色彩色差計在中藥顏色客觀量化領域應用的不足之處。引入機器視覺技術,結合光學知識、攝影知識自建數碼攝影箱并選擇適宜的相機鏡頭;從圖像預處理及顏色特征提取2個方面研究相關圖像處理算法,開發(fā)顏色客觀量化軟件,構建機器視覺系統,結合中藥“五色”分

3、類,從中選擇半夏等14味中藥建立顏色測定方法,測定顏色值,并對樣本顏色特征值進行模式識別分析。
  結果:自制數碼攝影箱,篩選微距定焦鏡頭用于圖像獲取,圖像處理中采用基于閾值的圖像分割算法,并用數字圖像中前景目標(即待測中藥)中各像素點的灰度值加權平均值,并轉化至HSV顏色空間表示顏色。本課題在14種中藥中各采集100個樣本進行顏色測定,得到枸杞子顏色范圍——H:7.119~11.770,S:0.431~0.565,V:0.590

4、~0.708;大棗顏色范圍——H:7.872~12.182,S:0.458~0.653,V:0.283~0.378;丹參顏色范圍——H:18.900~30.451,S:0.173~0.504,V:0.353~0.613;松貝顏色范圍——H:42.328~46.034,S:0.133~0.228,V:0.761~0.818;白芷顏色范圍——H:39.348~47.415,S:0.123~0.375,V:0.657~0.814;半夏顏色范圍

5、——H:38.268~45.792,S:0.109~0.281,V:0.704~0.831;制何首烏顏色范圍——H:20.958~28.503,S:0.191~0.315,V:0.111~0.170;焦山楂顏色范圍——H:20.553~23.643,S:0.272~0.427,V:0.139~0.187;熟地黃顏色范圍——H:21.488~30.574,S:0.083~0.168,V:0.102~0.123;番瀉葉顏色范圍——H:42.

6、876~53.706,S:0.220~0.505,V:0.563~0.704;金銀花顏色范圍——H:41.506~47.891,S:0.334~0.399,V:0.534~0.645;黑順片顏色范圍——H:34.965~40.104,S:0.413~0.556,V:0.521~0.672;法半夏顏色范圍——H:40.078~44.481,S:0.273~0.340,V:0.757~0.801;川木通顏色范圍——H:39.067~44.0

7、22,S:0.375~0.508,V:0.678~0.760。分別對該14種中藥中每種中藥建立的顏色測定方法進行方法學考察,RSD值均小于3%。在14種中藥顏色特征值中,隨機各選取30組數據進行模式識別分析,各樣品在PCA圖及DFA圖中分布呈現一定規(guī)律,與人眼感官的結果一致,基于顏色特征建立的DFA判別模型,可對各類樣品進行識別。
  結論:本課題建立的機器視覺系統(包含硬件模塊及軟件模塊)可實現中藥顏色的客觀量化,通過舉例對14

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