【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像采集和分类领域，涉及中草药菊花图像的智能采集与分类技术，具体涉及一种中草药菊花图像智能采集与分类装置及运行方法。
技术介绍
1、菊花原产我国，是我国十大传统名花之一，在我国人民物质和文化生活中占有重要的地位。据统计，目前全世界菊花品种有20000-30000个。20世纪90年代初，李鸿渐对我国菊花品种资源进行了较为全面的调查和搜集，其编著的《中国菊花》中，系统整理了我国当时的菊花品种约3000个，包含2302个品种图，这是迄今为止对我国菊花品种最为全面的记载。
2、菊花种类繁多，通过人工进行菊花的分类十分耗时耗力，所以需要一个客观的自动的菊花分类模型进行分类，而目前菊花数据集中的菊花图像大部分通过人工拍摄采集，这会导致采集到的菊花图像存在角度，光亮等问题，影响数据的准确性和有效性，进而影响训练出的分类模型的准确率；并且人工拍摄采集菊花图像耗时耗力，图像数据整理汇总需要大量时间，形成有效数据集的效率低。因此，迫切需要开发一种可以自动的智能化拍摄采集菊花图像并分类的装置，节约人工拍摄采集的时间，提高图像数据的准确性和有效性。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种中草药菊花图像智能采集与分类装置及运行方法，实现智能采集菊花图像功能以及对菊花种类分类的功能，能够快速整合图像数据形成有效的数据集。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种中草药菊花图像智能采集与分类装置，包括采样箱、硬件主板、hdmi外接屏幕
3、所述采样箱用于提供采样空间，且将部件组装在一起，以形成一个完整的设备；
4、所述硬件主板用于控制其他部件以及进行图像处理；
5、所述hdmi外接屏幕用于实现装置功能控制，显示装置运行阶段以及内部部件的运行状态；
6、所述主板电源开关用于控制主板的开启与关闭；
7、所述led灯带用于为采样提供光源；
8、所述摄像头用于多方位采集菊花样品的图像以及采集识别人脸信息；
9、所述光敏传感器用于感应是否放置菊花样品，实现自动化拍摄采集菊花图像。
10、进一步地，所述硬件主板布置在采样箱外壁，硬件主板包括第一主板和第二主板，第一主板负责控制摄像头，led灯带，光敏传感器，实现人脸识别智能注册登录功能，拍摄采集菊花样品图像功能以及自监控内部部件功能，并且将数据传输给第二主板和后台的数据库；第二主板接收到采集的图像后，负责进行图像的后续处理，包括图像分割、筛选、分类，将筛选出的正面图像以及分类结果上传到后台的数据库中。
11、进一步地，所述hdmi外接屏幕通过micro-usb线连接到主板的usb3.0接口，由主板负责供电并实现触屏功能，通过hdmi线连接到主板的hdmi输出口，显示装置功能选择界面。
12、进一步地，所述led灯带的数量为四个，且依次布置在采样箱箱顶。
13、进一步地，所述摄像头的数量为五个，其中，一个摄像头用于采集识别人脸信息，布置在采样箱外部，其余四个摄像头用于采集菊花样品的图像，分别布置在采样箱的内壁和顶部。
14、进一步地，所述光敏传感器布置在采样箱的采样板下，将采样板划分为多块区域，采样板大小为40cm*28cm，区域大小设置为8cm*7cm，共划分出24块区域，在每块区域内布置光敏传感器；光敏传感器通过电路连接到主板，主板接收到光敏传感器输出的信号，根据光敏信号确定拍摄时机，实现自动拍摄采集图像。
15、本专利技术还提供一种中草药菊花图像智能采集与分类装置的运行方法，包括如下步骤：
16、s1：开启主板电源开关，进行人脸识别登录，对未登记的用户进行人脸信息采集，进行注册登记，让已登记的用户进入采集箱工作系统，让led灯带、光敏传感器、摄像头等各个部件进入工作状态，hdmi屏幕上显示装置功能选择；
17、s2：选择拍照采集功能，将样品放置在采样箱的采样板上，光敏传感器会传递信号给主板，第一主板控制多个摄像头同时进行拍照，并保存图像结果，并将图像数据传输给第二主板；
18、s3：第二主板接收到图像数据后，对每个摄像头采集到的图像进行质量评价，将评价结果反馈给第一主板；
19、s4：判断图像中是否含有多个样品，对含有多样品的图像进行图像分割，整合所有图像，进行筛选，筛选出样品的正面图像，输出到分类器中，得到样品分类结果，保留样品图像和分类结果，将其传输到后台数据库中；
20、s5：在步骤s2～s4的过程中，对摄像头、led灯带、光敏传感器的运行状态进行同步监控，并且将运行状态数据传输到后台数据库中，通过后台软件直接查看样品图像数据和分类结果以及部件的运行状态记录。
21、进一步地，所述步骤s3中对每个摄像头采集到的图像进行质量评价的具体方法为：利用针对菊花图像训练出来的图像质量评价模型，模型会根据输入的图像，返回对应的质量分数，根据质量分数进行划分评级。
22、进一步地，所述步骤s5中对摄像头的运行状态进行同步监控的方式为：通过对摄像头采集到的图像进行质量评价，设置质量评价等级阈值，低于阈值系统会做出预警，提示该摄像头运行状态出现问题；
23、对led灯带的运行状态进行同步监控包括两种方式，一种是通过led灯带连接的usb端口输出电流是否有大幅度变动，从而判断led灯带的状态；另一种是利用与led灯带配对的光敏传感器，分析光敏传感器传输的亮度信息是否出现大幅度变动来判断状态；
24、对光敏传感器的运行状态进行同步监控的方式为：监控分布在采样板上的光敏传感器的状态，采样板上的光敏传感器有固定的位置标签，通过光敏传感器的输出信息和位置标签确定采样箱中样品的大致位置，绘制出位置简图，借助人工对比样品的实际位置，判断光敏传感器的状态。
25、进一步地，所述步骤s5中对led灯带的运行状态进行同步监控的两种方式：
26、通过led灯带连接的usb端口输出电流是否有大幅度变动，从而判断led灯带的状态的具体方法为：
27、输出电流会根据时刻进行保存，当某一时刻的电流变化超出上一时刻电流的10％时，说明led灯发生故障；
28、公式：其中，si为led灯依据电流判断出的状态，0为故障，1为无故障，it为当前时刻的电流值，it-1为前一时刻的电流值；
29、利用与led灯带配对的光敏传感器，分析光敏传感器传输的亮度信息是否出现大幅度变动来判断状态的具体方法为：
30、光敏传感器在光照下，返回的数值为小数值，当光变弱时，返回的数值会变大，所以当某一时刻的数值突然变为上一时刻数值的两倍甚至更多时，表示led灯出现故障，公式：
31、其中，sr为led灯依据亮度信息判断的状态，0为故障，1为无故障，rt为当前时刻光敏传感器传输的亮度值，rt-1为前一时刻光敏传感器传输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中草药菊花图像智能采集与分类装置，其特征在于，包括采样箱、硬件主板、HDMI外接屏幕、主板电源开关、LED灯带、摄像头和光敏传感器；
2.根据权利要求1所述的一种中草药菊花图像智能采集与分类装置，其特征在于，所述硬件主板布置在采样箱外壁，硬件主板包括第一主板和第二主板，第一主板负责控制摄像头，LED灯带，光敏传感器，实现人脸识别智能注册登录功能，拍摄采集菊花样品图像功能以及自监控内部部件功能，并且将数据传输给第二主板和后台的数据库；第二主板接收到采集的图像后，负责进行图像的后续处理，包括图像分割、筛选、分类，将筛选出的正面图像以及分类结果上传到后台的数据库中。
3.根据权利要求1所述的一种中草药菊花图像智能采集与分类装置，其特征在于，所述HDMI外接屏幕通过micro-USB线连接到主板的USB3.0接口，由主板负责供电并实现触屏功能，通过HDMI线连接到主板的HDMI输出口，显示装置功能选择界面。
4.根据权利要求1所述的一种中草药菊花图像智能采集与分类装置，其特征在于，所述LED灯带的数量为四个，且依次布置在采样箱箱顶。
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