一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法技术

本发明专利技术公布了一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，属于中药质检技术领域，包括输送饮片的传输模块、图像采集模块、用于提取饮片特征参数的图像识别模块和用于确定饮片质量等级的自动分级模块；还包括以下步骤：1)人工选择饮片样本，并按照优等品、中等品、劣等品进行人工分级；2)建立自动分级模型，3)根据建立的分级模型批量的对饮片自动进行分类，本发明专利技术通过提取中药饮片的特征参数，利用朴素贝叶斯分类模型，自动对饮片进行分级，克服了传统人工质检中对主观判断的依赖，确定了中药饮片质检与分级的客观标准；大大减少饮片质检过程中需要的人工需求量，质检和分类的过程由计算机自动完成。计算机自动完成。计算机自动完成。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法


[0001]本专利技术属于中药质检
，具体为一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法。

技术介绍

[0002]中药饮片指的是中药根据需要，经过炮制处理而形成的供配方用的中药，或可直接用于中医临床的中药。中药饮片是中医药的精华所在，药材经过不同的炮制方法，其药性和功效会改变，是中医用药的特点和优势。
[0003]中药饮片的质量直接关系到中医治疗的效果和安全，所以必须对饮片进行质检和分级，保证饮片的质量过关。传统的质检方式是人工目检，但这种方法需要耗费大量的人工，且判断结果取决于质检员的主观经验，缺乏客观量化的统一标准、可能会发生误判，存在比较大的局限性。
[0004]现有部分专利通过流水带传输装置辅助人工质检；有部分专利通过检测湿度和饮片有效成分来进行质检。具体专利如下：
[0005]201910759086.9一种中药饮片检测装置
[0006]201821911801.3一种中药饮片质检和定量装置
[0007]现有技术不足：
[0008]a)现有的质检方法大多是作为人工质检的辅助，不能实现全自动的检测过程；
[0009]b)人工质检是一个主观的过程，没有统一的标准，对于同一个饮片，不同的质检员可能会有不同的判断，最终导致饮片质量的参差不齐；
[0010]现有的质检方法只关心饮片的有效成分，忽略了饮片在大小、形状上的不同，比如品相好的饮片和品相差的饮片，虽然有效成分是一样的，但价格悬殊，只靠有效成分来给饮片的品质分级，是不合理的。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是针对以上问题，提供一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，弥补中药饮片人工质检方法的不足，同时满足大批量流水生产的要求。
[0012]为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，包括输送饮片的传输模块、图像采集模块、用于提取饮片特征参数的图像识别模块和用于确定饮片质量等级的自动分级模块；
[0013]还包括以下步骤：
[0014]1)人工选择饮片样本，并按照优等品、中等品、劣等品进行人工分级；
[0015]2)建立自动分级模型，包括；
[0016]a、输送，饮片放置于输送模块上输送，并设置传输速度；
[0017]b、图像采集模块对输送模块上方的饮片拍照，输送模块的传输速度控制拍照频率；
[0018]c、图像识别模块对拍照图像进行参数特征提取；
[0019]d、分级模块根据图像识别模块提取的参数进行计算处理，并对饮片进行分级处理；
[0020]3)根据建立的分级模型批量的对饮片自动进行分类。
[0021]作为上述技术方案的进一步改进，输送模块包括传送带、滚轮，滚轮上连接电机,传送带的下方设置压力传感器，
[0022]图像采集模块包括在传送带的运动的前侧方向设置有采集传输速度的霍尔元件、计算机以及摄像头,霍尔元件和摄像头分别与计算机电信连接。
[0023]作为上述技术方案的进一步改进，其中压力传感器检测饮片重量，摄像头对饮片拍照，压力传感器和摄像头分别将并将信息传输给计算机，并在图像识别模块和分级模块中进行处理。
[0024]作为上述技术方案的进一步改进，图像识别模块提取饮片的大小特征、重量特征、颜色特征、以及缺陷百分比特征，其中：
[0025]饮片的大小特征以饮片的面积作为参数；
[0026]缺陷百分比特征以指缺陷部分面积占总面积的百分比作为参数。
[0027]作为上述技术方案的进一步改进，图像识别模块在提取颜色特征时，采用HIS模型中的H参数和S参数作为饮片的颜色特征，H参数和S参数可通过以下公式获得(由RBG转换得来)：
[0028][0029]其中
[0030][0031]H定义颜色的频率。
[0032]作为上述技术方案的进一步改进，在步骤2)的d项中分级模块利用朴素贝叶斯分类模型，根据饮片的特征参数，确认该饮片的品质等级；
[0033]假设有m个样本(x1，y1)，(x2，y2)，
…
，(x
m
，y
m
)，x代表某一饮片，是4维特征变量，包括大小、重量、颜色和缺陷百分比；y是对应的级别，共有三种，y∈{C1，C2，C3}，分拨对应优等品、中等品和劣等品；
[0034]对任一给定的x，需要分别计算出x属于各分级的概率P(C1|x)，P(C2|x)，P(C3|x)，其中有最大值的P(C
k
|x)，x即属于该级别：
[0035][0036]其中，
[0037][0038]假设各项特征是独立的，则有：
[0039]P(x1，x2，......x
n
|C
k
)＝P(x1|C
k
)P(x2|C
k
)......P(x
n
|C
k
)
ꢀꢀꢀ
公式(5)
[0040]将公式(5)代入公式(4)；
[0041]对于任一给定的样本，x的值是确定的且x不依赖于C，所以可忽略P(x)，化简可得：
[0042][0043]公式6中，P(C
K
)利用频率来估算概率，统计m个样本中属于C
k
的样本的频率即可；假设变量符合高斯分布且在类别C
k
中，特征x
j
的均值是μ
kj
，方差是σ
2kj
，那么：
[0044][0045]通过计算出P(C
K
)和P(x
j
|C
k
)，即可以将Cx解出，实现根据特征参数自动分类。
[0046]本专利技术的有益效果：本专利技术通过提取中药饮片的特征参数，利用朴素贝叶斯分类模型，自动对饮片进行分级。本专利技术的创新点和优越性体现在如下几个方面：
[0047]1)克服了传统人工质检中对主观判断的依赖，确定了中药饮片质检与分级的客观标准；
[0048]2)大大减少饮片质检过程中需要的人工需求量，质检和分类的过程由计算机自动完成；
[0049]3)具有很强的适应性，只需做少量更改(提取特征参数)，就可用来检测其他中药饮片。
附图说明
[0050]图1为本专利技术整体结构示意图。
[0051]图中所述文字标注表示为：11、传送带；12、滚轮；13、电机；14、压力传感器；21、摄像头；22、LED灯泡；23、霍尔元件；24、计算机。
具体实施方式
[0052]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。
[0053]作为本专利技术的一个具体实施例，本专利技术的具体结构为：一种基于图像识别的中药本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，其特征在于：包括输送饮片的传输模块、图像采集模块、用于提取饮片特征参数的图像识别模块和用于确定饮片质量等级的分级模块；还包括以下步骤：1)人工选择饮片样本，并按照优等品、中等品、劣等品进行人工分级；2)建立自动分级模型，包括；a、输送，饮片放置于输送模块上输送，并设置传输速度；b、图像采集模块对输送模块上方的饮片拍照，输送模块的传输速度控制拍照频率；c、图像识别模块对拍照图像进行参数特征提取；d、分级模块根据图像识别模块提取的参数进行计算处理，并对饮片进行分级处理；3)根据建立的分级模型批量的对饮片自动进行分类。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，其特征在于：输送模块包括传送带(11)、滚轮(12)，滚轮(12)上连接电机(13),传送带(11)的下方设置压力传感器(14)，图像采集模块包括在传送带(11)的运动的前侧方向设置有采集传输速度的霍尔元件(23)、计算机(24)以及摄像头(21),霍尔元件(23)和摄像头(21)分别与计算机(24)电信连接。3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，其特征在于：其中压力传感器(14)检测饮片重量，摄像头(21)对饮片拍照，压力传感器(14)和摄像头(21)分别将并将信息传输给计算机(24)，并在图像识别模块和分级模块中进行处理。4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，其特征在于：图像识别模块提取饮片的大小特征、重量特征、颜色特征、以及缺陷百分比特征，其中：饮片的大小特征以饮片的面积作为参数；缺陷百分比特征以指缺陷部分面积占总面积的百分比作为参数。5.根据权利要求4所述的一种基于图像识别的中药饮片质检与分级方法，其特征在于：图像识别模块在提取颜色特征时，采用HIS模型中的H参数和S参数作为饮片的颜色特征，H参数和S参数可通过以下公式获得(由RBG转换得来...

【专利技术属性】
技术研发人员：林承雄，田玉桥，蒋忠权，陈三春，尹庆铁，薛华丽，曾申磊，赵国成，孙晓鹏，
申请(专利权)人：湖南省博世康中医药有限公司，
类型：发明
国别省市：