专利名称：基于图像处理的农药残留速测卡检测方法
技术领域：
本发明涉及农药残留速测卡检测和图像处理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的农药残留速测卡检测方法。
背景技术：
国家标准《GB/T 5009. 199-2003蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测速测卡法》制定了采用固化有胆碱酯酶和靛酚乙酸酯试剂的速测卡快速筛选测定蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯的方法。基于此方法，国内也相继出现相关的专利技术和产品， 如食物残留农药的检测卡片(请参见公开号为C拟611892的国家专利)，农药环境污染诊断速测卡及其制造方法(请参见公开号为CN1540320的国家专利)，和蔬菜农药残留速测卡 (请参见公开号为CN2751303的国家专利)等。但是由于速测卡方法是通过与空白对照卡比较，以白色药片“不变色或浅蓝色”为阳性结果，“天蓝色或与空白对照卡相同”为阴性结果。这一方法中，浅蓝色、天蓝色和空白对照卡色的概念叙述�：叶运俨饪ǖ募觳饽壳坝扇斯だ赐瓿桑死嗍泳蹙哂兄鞴坌裕煌酥浯嬖谧派醪钜欤虼私銎救斯だ磁卸喜槐渖�、浅蓝色、天蓝色和空白对照卡色不可能实现准确检测，最终会造成实际检测工作中错检、漏检率高。因此有必要研发快速可靠的机器视觉技术来进行速测卡的色彩检测。目前市场上的农药残留速测仪，主要集中应用于GB/T5009. 199-2003中的酶抑制法(分光光度法)，原理等同于传统的分光光度计。由北京智云达科技有限公司申请的公开号为CN101614672的发明专利申请“一种便携式可扩展的试剂分析方法及其设备”使用“颜色的深浅与样品中各种成分的浓度成正比”的方法来检测速测卡中的农药残留。其方法过于宽泛，且颜色深浅定义不严密，同样存在检测准度差的问题。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何准确地判断速测卡中胆碱酯酶的抑制率，从而实现快速测定农药残留含量的目的。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于图像处理的农药残留速测卡检测方法，包括以下步骤Si、用速测卡对样品进行农药残留含量检测，获取检测结果；S2、获取检测后所述速测卡上的图像；S3、对所述图像进行预处理；S4、计算预处理后图像的红色分量的平均色度值R ；S5、计算两个标准RGB色卡的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入预设区间，且R2落入另一预设区间，则执行步骤S6，否则对所述平均色度值R进行校正，得到校正后的值R’ ；
S6、根据空白对照速测卡的平均色度值Rmax、原始不变色的速测卡的平均色度值Rtl 和检测样品后速测卡的平均色度值R，或根据Rmaj^Rtl和校正后的值R’计算胆碱酯酶的抑制率；S7、根据所述胆碱酯酶的抑制率判断所述速测卡测得的农药残留含量的性质。优选地，步骤S2中，获取图像的条件为在封闭空间内，且白色光源条件下。优选地，步骤S3中，进行图像预处理包括进行图像的中值滤波降噪和边缘检测锐化。优选地，步骤S4具体为对预处理后的图像提取RGB颜色空间，对图像的黄色分量进行灰度调整，然后对速测卡区域和背景区域进行阈值分割，建立一个与速测卡图像像素相同大小的nXm矩阵Amxn，在该矩阵中，对图像中的红色分量提取特征值I u，并根据该特征值Rij求得Amxn矩阵中红色分量的平均色度值R，其中i = 1，. . .，m，j = 1，. . .，η。优选地，计算两个标准RGB色卡#0000⑶和#拟69比的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入区间W，6]，且R2落入区间[205，215]，则执行步骤56;若附、1 2分别超出区间
和[205，215] —定的阈值，则对平均色度值R进行校正，得到校正后的值R’ R，= (R-Rl) *210/(R2-R1) 优选地，步骤S6中，所述胆碱酯酶的抑制率=(�。�-^/饥-^父^^^，其中，若未对R进行校正，则R = R，否则R = R’。优选地，步骤S7中，判断速测卡所测得的农药残留含量的性质的方式为若所述胆碱酯酶的抑制率大于50%，判断为阳性；大于30%，且小于50%时，判断为疑似阳性；小于30%时，判断为阴性。(三)有益效果本发明利用图像处理技术设计出一种测量农药残留含量的方法，相对于传统的目测方法，能准确地判断速测卡中胆碱酯酶的抑制率，从而实现快速测定农药残留含量的目的。
图1为本发明的方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例一A、选择市场上常见的农药速测卡(绿洲生化AClO 1)，按照国家标准《GB/T 5009. 199-2003蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测速测卡法》测定样品大白菜中的农药残留含量；B、将维视图像VS-VGA200S工业相机固定在速测卡正上方50cm处，选用CCS面发光HPD-150SW白色光源，光源固定在速测卡的后上方50cm处(45度入射角)。图像采集卡选用VS-VGA100以将图像信号转化为数据信号；C、相机获取速测卡的图像后，首先进行图像的中值滤波降噪和边缘检测锐化。对彩色的速测卡图像提取RGB颜色空间，对速测卡图像的黄色分量进行灰度调整，然后对速测卡区域和背景区域进行阈值分割，建立一个与速测卡片图像像素相同大小的nXm矩阵 Anxm，在该矩阵中，对速测卡图像中的红色分量提取特征值I^ij，并根据特征值Rij求Anxm矩阵
1 η m
中红色分量的平均色度值R为51，计算公式为Rv
权利要求
1.一种基于图像处理的农药残留速测卡检测方法，其特征在于，包括以下步骤51、用速测卡对样品进行农药残留含量检测，获取检测结果；52、获取检测后所述速测卡上的图像；53、对所述图像进行预处理；54、计算预处理后图像的红色分量的平均色度值R；55、计算两个标准RGB色卡的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入预设区间，且R2落入另一预设区间，则执行步骤S6，否则对所述平均色度值R进行校正，得到校正后的值 R，；56、根据空白对照速测卡的平均色度值Rmax、原始不变色的速测卡的平均色度值Rtl和检测样品后速测卡的平均色度值R，或根据Rmax、R0和校正后的值R’计算胆碱酯酶的抑制率；57、根据所述胆碱酯酶的抑制率判断所述速测卡测得的农药残留含量的性质。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，获取图像的条件为在封闭空间内，且白色光源条件下。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，进行图像预处理包括进行图像的中值滤波降噪和边缘检测锐化。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4具体为对预处理后的图像提取RGB 颜色空间，对图像的黄色分量进行灰度调整，然后对速测卡区域和背景区域进行阈值分割， 建立一个与速测卡图像像素相同大小的nXm矩阵Amxn，在该矩阵中，对图像中的红色分量提取特征值1^_，并根据该特征值Rij求得Amxn矩阵中红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.如权利要求4所述的方法，其特征在于，计算两个标准RGB色卡#0000⑶和#D2691E 的平均色度值Rl和R2，若所得色度值Rl落入区间W，6]，且R2落入区间[205，215]，则执行步骤S6;若R1、R2分别超出区间
和[205，215] —定的阈值，则对平均色度值R进行校正，得到校正后的值R’。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S6中，所述胆碱酯酶的抑制率= (R-Rmax) / (R0-Rmax) X 100%，其中，若未对R进行校正，则R = R,否则R = R，。
7.如权利要求1 6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S7中，判断速测卡所测得的农药残留含量的性质的方式为若所述胆碱酯酶的抑制率大于50%，判断为阳性；大于 30%，且小于50%时，判断为疑似阳性；小于30%时，判断为阴性。
全文摘要
本发明涉及农药残留速测卡检测和图像处理技术领域，公开了一种基于图像处理的农药残留速测卡检测方法，包括步骤S1、用速测卡对样品进行农药残留含量检测；S2、获取检测后速测卡上的图像；S3、对图像进行预处理；S4、计算预处理后图像的红色分量的平均色度值R；S5、计算两个标准RGB色卡的平均色度值R1和R2，若R1落入预设区间，且R2落入另一预设区间，则执行步骤S6，否则对平均色度值R校正；S6、根据空白对照速测卡的平均色度值Rmax、原始速测卡的平均色度值R0和检测样品后速测卡的平均色度值R或校正值R’计算胆碱酯酶的抑制率；S7、根据抑制率判断速测卡测得的农药残留含量的性质。本发明能准确地判断速测卡中胆碱酯酶的抑制率，从而实现快速测定农药残留含量的目的。
文档编号G01N21/78GK102565044SQ20111042781
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者王纪华, 陆安祥 申请人:北京市农林科学院
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