阅读说明：本技术 现场材料鉴别平台 (On-site material identification platform ) 是由 王英婷 于 2019-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种现场材料鉴别平台,包括：液位传感设备,设置在所述烧水用具的内部,用于实时测量所述烧水用具内部的液位以作为实时液位输出；反光识别设备,用于对参考子图像中的各个像素点的各个亮度值进行均值计算,以获得参考亮度值,基于所述参考亮度值获得对应的反光度；语音通知设备,与所述反光识别设备连接,用于在接收到的反光度未落在304不锈钢的反光度范围内时,发出材料报警信号。本发明的现场材料鉴别平台设计合理,结构紧凑。由于基于烧水用具现场材料的反光特性,确定当前是否安装有304不锈钢体进行烧水操作,从而保证用户的健康用水。(The invention relates to a field material identification platform, comprising: the liquid level sensing equipment is arranged inside the water boiling appliance and used for measuring the liquid level inside the water boiling appliance in real time to serve as real-time liquid level output; the reflection identification equipment is used for carrying out mean value calculation on all brightness values of all pixel points in the reference sub-image so as to obtain a reference brightness value, and obtaining the corresponding reflection degree based on the reference brightness value; and the voice notification equipment is connected with the reflection recognition equipment and is used for sending a material alarm signal when the received reflection degree is not within the reflection degree range of the 304 stainless steel. The field material identification platform is reasonable in design and compact in structure. Because the light reflection characteristic of the field material of the water boiling appliance is used, whether a 304 stainless steel body is installed at present or not is determined for water boiling operation, and therefore healthy water of a user is guaranteed.)

现场材料鉴别平台

技术领域

本发明涉及饮食安全领域，尤其涉及一种现场材料鉴别平台。

背景技术

食品安全(food safety)指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。根据倍诺食品安全定义，食品安全是“食物中有毒、有害物质对人体健康影响的公共卫生问题”。食品安全也是一门专门探讨在食品加工、存储、销售等过程中确保食品卫生及食用安全，降低疾病隐患，防范食物中毒的一个跨学科领域，所以食品安全很重要。

食品(食物)的种植、养殖、加工、包装、储藏、运输、销售、消费等活动符合国家强制标准和要求，不存在可能损害或威胁人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者及其后代的隐患。该概念表明，食品安全既包括生产安全，也包括经营安全；既包括结果安全，也包括过程安全；既包括现实安全，也包括未来安全。

发明内容

本发明至少具有以下两个重要发明点：

(1)基于烧水用具现场材料的反光特性，确定当前是否安装有304不锈钢体进行烧水操作，从而保证用户的健康用水；

(2)根据多元回归插值处理后的图像数据进行图像识别的结果确定是否对多元回归插值处理后的图像数据进行补充的现场图像锐化处理，从而方便后续的图像处理。

根据本发明的一方面，提供了一种现场材料鉴别平台，所述平台包括：液位传感设备，设置在所述烧水用具的内部，用于实时测量所述烧水用具内部的液位以作为实时液位输出。

更具体地，在所述现场材料鉴别平台中，还包括：位置检测设备，与烧水用具的顶盖连接，用于在检测到烧水用具的顶盖打开时，发出第一位置信号，还用于在检测到烧水用具的顶盖关闭时，发出第二位置信号。

更具体地，在所述现场材料鉴别平台中，还包括：照明设备，与所述位置检测设备连接，用于在接收到所述第一位置信号时，启动对所述烧水用具内部的照明，还用于在接收到所述第二位置信号时，停止对所述烧水用具内部的照明；半球形摄像机，包括半球形防水外壳、CMOS传感器和固定连接件，所述固定连接件用于将所述CMOS传感器固定安装到烧水用具的顶盖上；在所述半球形摄像机中，所述CMOS传感器与所述液位传感设备连接，用于在接收到的实时液位小于等于预设高度阈值时，每隔预设时间间隔对所述烧水用具内部场景进行一次图像感应动作，以获得并输出内部场景图像；在所述半球形摄像机中，所述半球形防水外壳用于封闭所述CMOS传感器且为透明材料；多元回归插值设备，与所述半球形摄像机连接，用于对接收到的内部场景图像执行多元回归插值处理，以获得对应的多元回归插值图像。

本发明的现场材料鉴别平台设计合理，结构紧凑。由于基于烧水用具现场材料的反光特性，确定当前是否安装有304不锈钢体进行烧水操作，从而保证用户的健康用水。

具体实施方式

下面将对本发明的现场材料鉴别平台的实施方案进行详细说明。

不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。

由于两者在化学成分上的差异而使它们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种。和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17～22％的铬，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

当前，304不锈钢体是一些国家和地区要求的合格烧水材料，具有比其他材料更好的烧水性能。然而，当前缺乏对烧水用具的烧水材料进行现场鉴别的机制，导致烧水用具的智能化水平低下。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种现场材料鉴别平台，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的现场材料鉴别平台包括：

液位传感设备，设置在所述烧水用具的内部，用于实时测量所述烧水用具内部的液位以作为实时液位输出。

接着，继续对本发明的现场材料鉴别平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

位置检测设备，与烧水用具的顶盖连接，用于在检测到烧水用具的顶盖打开时，发出第一位置信号，还用于在检测到烧水用具的顶盖关闭时，发出第二位置信号。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

照明设备，与所述位置检测设备连接，用于在接收到所述第一位置信号时，启动对所述烧水用具内部的照明，还用于在接收到所述第二位置信号时，停止对所述烧水用具内部的照明；

半球形摄像机，包括半球形防水外壳、CMOS传感器和固定连接件，所述固定连接件用于将所述CMOS传感器固定安装到烧水用具的顶盖上；

在所述半球形摄像机中，所述CMOS传感器与所述液位传感设备连接，用于在接收到的实时液位小于等于预设高度阈值时，每隔预设时间间隔对所述烧水用具内部场景进行一次图像感应动作，以获得并输出内部场景图像；

在所述半球形摄像机中，所述半球形防水外壳用于封闭所述CMOS传感器且为透明材料；

多元回归插值设备，与所述半球形摄像机连接，用于对接收到的内部场景图像执行多元回归插值处理，以获得对应的多元回归插值图像；

背景解析设备，与所述多元回归插值设备连接，用于接收所述多元回归插值图像，基于预设内壳灰度阈值从所述多元回归插值图像中识别出对应的内壳子图像，对所述内壳子图像进行背景分析以获得与所述内壳子图像对应大小的背景子图像，对所述内壳子图像逐像素减去所述背景子图像以获得对应的前景子图像，计算所述前景子图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述预设像素数量阈值时，发出数据有效信号，否则，发出数据无效信号；

现场锐化设备，设置在所述多元回归插值设备和所述背景解析设备之间，用于在接收到数据无效信号时，对接收到的多元回归插值图像执行现场锐化处理，以获得现场锐化图像，并将所述现场锐化图像替换所述多元回归插值图像发送给所述背景解析设备；

FLASH存储芯片，与所述背景解析设备连接，用于存储所述预设内壳灰度阈值；

反光识别设备，与所述背景解析设备连接，用于接收所述参考子图像，对所述参考子图像中的各个像素点的各个亮度值进行均值计算，以获得参考亮度值，基于所述参考亮度值获得对应的反光度；

语音通知设备，与所述反光识别设备连接，用于在接收到的反光度未落在304不锈钢的反光度范围内时，发出材料报警信号；

其中，所述背景解析设备在接收到所述现场锐化图像时，对所述现场锐化图像执行基于预设内壳灰度阈值的内壳分割处理，以获得对应的参考子图像；

其中，所述现场锐化设备还用于在接收到数据有效信号时，不对接收到的多元回归插值图像执行现场锐化处理；

其中，所述背景解析设备还用于在接收到所述数据有效信号时，直接将所述内壳子图像作为参考子图像输出；

其中，在所述反光识别设备中，基于所述参考亮度值获得对应的反光度包括：所述参考亮度值越大，获得的对应的反光度越高；

其中，所述FLASH存储芯片还与所述现场锐化设备连接，用于接收并存储所述现场锐化图像。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

第一处理设备，与所述背景解析设备连接，用于接收所述参考子图像，对所述参考子图像中的各个目标外形进行检测，对检测到的各个目标外形进行加深处理，以获得对应的加深处理图像，并输出所述加深处理图像；所述对检测到的各个目标外形进行加深处理，以获得对应的加深处理图像包括：获取所述参考子图像中组成各个目标外形的各个像素点，将获取的各个像素点的像素值降为其本身数值的百分之四十。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

第一检测设备，与所述第一处理设备连接，用于接收所述加深处理图像，并确定所述加深处理图像中分布在不同频段的能量大小，将能量小于等于限量的多个频段作为多个待处理频段输出。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

第二处理设备，与所述第一检测设备和所述第一处理设备分布连接，用于接收所述多个待处理频段以及所述加深处理图像，基于所述多个待处理频段对所述加深处理图像执行带通滤波处理，以获得来自所述加深处理图像的、存在所述多个待处理频段的带通滤波图像，还用于获得从所述加深处理图像中去除所述带通滤波图像的带通保留图像。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

第三处理设备，与所述第二处理设备连接，用于基于所述带通滤波图像的动态分布范围对所述带通滤波图像执行增益处理，以获得并输出增益处理图像，其中，所述带通滤波图像的动态分布范围越宽，对所述带通滤波图像执行的增益处理力度越小。

在所述现场材料鉴别平台中，还包括：

第四处理设备，分别与所述反光识别设备、所述第二处理设备和所述第三处理设备连接。

在所述现场材料鉴别平台中：

所述第四处理设备用于接收所述增益处理图像和所述带通保留图像，将所述增益处理图像和所述带通保留图像整合以获得频域处理图像；

其中，所述第四处理设备还用于将所述频域处理图像替换所述参考子图像发送给所述反光识别设备。

另外，CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。