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來源:賽斯拜克 發(fā)表時間:2023-08-07 瀏覽量:507 作者:awei
生鮮豬肉的質(zhì)量直接受到含水率的影響,而含水率的高低決定了肉品的口感、營養(yǎng)價值和貨架壽命。因此,對生鮮豬肉含水率的準確檢測至關(guān)重要。傳統(tǒng)的檢測方法主要依賴于實驗室的繁瑣程序,如烘干稱重法、蒸餾法等,這些方法不僅耗時,而且可能對豬肉造成損傷。隨著科技的發(fā)展,高光譜相機技術(shù)逐漸被應(yīng)用于食品品質(zhì)檢測領(lǐng)域,為生鮮豬肉含水率的快速、無損檢測提供了新的可能。
高光譜相機技術(shù)
高光譜相機技術(shù)是一種集成了光譜學(xué)、數(shù)字成像和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的非侵入式檢測方法。高光譜相機能夠捕獲樣品的光譜反射和透射信息,從而識別和測量樣品的物理和化學(xué)屬性。通過分析這些屬性,可以推測樣品的含水率等關(guān)鍵指標。
研究方法
在本研究中,我們使用高光譜相機對生鮮豬肉進行無損檢測。首先,我們對豬肉樣本進行標準化處理,確保其在相同的溫度和濕度條件下。然后,使用高光譜相機對樣本進行拍攝,捕獲其光譜信息。接下來,利用專門的算法和軟件對捕獲的光譜信息進行處理和分析,以推算出豬肉的含水率。
高光譜相機對生鮮豬肉含水率進行無損檢測研究案例
本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機,可采用廣東賽斯拜克科技有限公司產(chǎn)品SP130M進行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優(yōu)于2.5nm,可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。
高光譜成像技術(shù)因其可以同時獲取被測樣本的圖像信息和光譜信息、具有較高的光譜分辨率而成為農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測領(lǐng)域的有力工具。國內(nèi)外已有研究表明,利用高光譜成像技術(shù)對肉品品質(zhì)檢測是切實可行的。
基于高光譜成像技術(shù)對生鮮豬肉含水率進行無損檢測研究。比較分析了樣本劃分方法和光譜預(yù)處理方法對PLSR模型預(yù)測能力的影響。為了提高模型的預(yù)測精度,采用競爭性自適應(yīng)重加權(quán)算法優(yōu)選特征波段,并建立了生鮮豬肉含水量的CARS-PLSR 預(yù)測模型。實驗結(jié)果表明∶采用CG樣本集劃分方法結(jié)合MSC、一階導(dǎo)與標準化組合的光譜預(yù)處理方法建立的生鮮豬肉含水量全波段PLSR模型最優(yōu),其交叉驗證和預(yù)測相關(guān)系數(shù)分別為0.814和0.804,均方根誤差分別為0.726%和0.686%。采用CARS法優(yōu)選特征波段,結(jié)合OSC光譜預(yù)處理方法建立的CARS-PLSR模型預(yù)測精度較PLSR模型有顯著的提高,其交叉驗證和預(yù)測相關(guān)系數(shù)分別提
100%高到0.926和0.924,均方根誤差分別減小到0.467%和0.438%。由此可以得出,采用CG算法劃分樣本集、CARS算法優(yōu)選特征波段,結(jié)合OSC光譜預(yù)處理方法可以基于高光譜技術(shù)對生鮮豬肉含水率進行無損快速檢測。
結(jié)果與討論
通過對比高光譜相機檢測結(jié)果與傳統(tǒng)檢測方法的的結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)高光譜相機技術(shù)對生鮮豬肉含水率的檢測具有較高的準確性和重復(fù)性。同時,這種無損檢測技術(shù)不會對豬肉樣本造成損傷,大大節(jié)省了檢測時間和人力。此外,我們還發(fā)現(xiàn)高光譜相機技術(shù)在豬肉含水率變化趨勢的預(yù)測上表現(xiàn)出良好的潛力。
結(jié)論
本研究表明,高光譜相機技術(shù)對生鮮豬肉含水率的無損檢測是有效和準確的。這種技術(shù)具有非侵入性、快速、無損和高精度的優(yōu)點,為生鮮豬肉及其他食品的質(zhì)量控制提供了新的解決方案。在未來的研究中,我們將進一步優(yōu)化高光譜相機的檢測算法,提高其對豬肉含水率檢測的精度和穩(wěn)定性。同時,我們也將探索高光譜相機技術(shù)在其他食品品質(zhì)檢測領(lǐng)域的應(yīng)用,如水果成熟度檢測、食品添加劑檢測等。
展望
高光譜相機技術(shù)在食品品質(zhì)檢測領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進步,高光譜相機的檢測精度和穩(wěn)定性將得到進一步提高。同時,通過將高光譜相機技術(shù)與其他檢測技術(shù)(如X射線、超聲波等)結(jié)合使用,我們可以實現(xiàn)對食品品質(zhì)的全面、快速、無損檢測。這將對食品生產(chǎn)、流通和消費環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制提供強有力的支持,也將為保障食品安全、提高人民生活水平做出積極貢獻。
在今后的研究中,我們還將深入探討高光譜相機技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實踐應(yīng)用,以期為該領(lǐng)域的發(fā)展提供更多的理論支撐和實踐經(jīng)驗。同時,我們也歡迎廣大同行和研究者共同關(guān)注和參與這一領(lǐng)域的研究,共同推動高光譜相機技術(shù)在食品品質(zhì)檢測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。