Blandt mange kødprodukter foretrækkes oksekød af de fleste forbrugere på grund af dets høje proteinindhold med lavt fedtindhold, højt vitamin og mineral, der stærkt imødekommer moderne menneskers ernæringsmæssige behov for kød. Når folks tempo i livet accelererer, er traditionelle kogte oksekødprodukter blevet en almindelig mad i supermarkeder og delikatessens, og efterspørgslen og salgsmængden øges også. I det virkelige liv er det meste af det kogte oksekød, der sælges på markedet, imidlertid i bulk, og det er rig på højt proteinindhold og højt vandindhold, så det er meget let at avle mikroorganismer og få det til at ødelægge under opbevaring af lavt temperatur. Baseret på rimelige og effektive karmeringsstandarder og systemer, der søger pålidelige detektionsmetoder, er det at søge pålidelige detektionsmetoder blevet en højeste prioritet for udviklingsretningen på oksekødmarkedet.
Hyperspektrale billeder, også kendt som hypercubes, er tredimensionelle datablokke (x, y, λ) sammensat af en række to-dimensionelle rumlige billeder (x, y) under kontinuerlig bølgelængde λ. Som vist på figuren nedenfor, fra bølgelængdens perspektiv, er hyperspektrale billeddata (x, y, λ) en tredimensionel datablokke sammensat af to-dimensionelle billeder (x, y); Fra perspektivet af to-dimensionelle data (X, Y) er hyperspektral en række spektrale kurver. Princippet om at bruge HSI -teknologi til at detektere fødevarens friskhed refererer til forskellen i absorption, refleksion, spredning, elektromagnetisk energi i lys og spektralpositionen for toppen/truget af den interne kemiske sammensætning og eksterne fysiske egenskaber ved objektet til testes, hvilket fører til forskellige digitale signalegenskaber. For eksempel kan top- og dalværdierne (spektrale fingeraftryk) af absorbans ved forskellige bølgelængder repræsentere de fysiske egenskaber ved forskellige forbindelser, så kvalitativ eller kvantitativ analyse af fødevarekvalitet kan opnås gennem analyse af hyperspektral information, det vil sige ikke-ikke-ikke- Destruktiv test af fødevarekvalitet.
(1) TVC -prøve ROI og spektrumekstraktion
Til TVC -prøven blev der valgt en 50 px × 50 px muskelunderprøve ROI -billede af det hyperspektrale billedunderprøve efter sort / hvid korrektion. Det valgte
Kogt underprøvebillede af oksekød blev gennemsnitligt under et specifikt spektrum for at opnå det spektrale middelværdi af hver prøve under et specifikt bånd. Dette trin blev implementeret
På Software Envi 5.1, hovedsageligt gennem ROI -værktøjet til Envi -softwaren.
Figuren nedenfor viser ekstraktionen af ROI -området i TVC -kogt oksekødprøve i ENVI5.1 og den opnåede spektrale værdi.
(2) TVB-N-prøve ROI og spektrumekstraktion
ROI -regionens ekstraktionsproces er den samme som for TVC -prøvedataene i det foregående afsnit. ROI-regionen på 50px*50px opnås også til at forudsige den kogte oksekødprøve af TVB-N. Det kan ses, at der er visse forskelle i de spektrale kurver for de to portioner af kogte oksekødprøver (det anslås, at de to batches af daoxiangcun kogte oksekødprodukter blev købt i et langt interval, som kan være forårsaget af forskellige oksekødsorter) . Tilsvarende implementeres også dette trin til TVB-N-kogt oksekødprøve på software-envi5.1.
Figuren nedenfor viser TVB-N, der udtrækker ROI-området i ENVI5.1 og opnåer prøvespektralværdien.
Spektrale forarbejdningsresultater
Den spektrale information om den kogte oksekødprøve til forudsigelse af TVC blev forbehandlet (i rækkefølge af SG -udjævning, vektornormalisering og SNV -transformation). Det originale spektrum af den spektrale information og spektrumforarbejdningsresultatet er vist i figuren herunder.
Den samme forarbejdningsmetode som den, der blev brugt til den kogte oksekødprøve til at forudsige TVC i det foregående afsnit, bruges til at forbehandle den spektrale information om de hyperspektrale data for prøven til forudsigelse af TVB-N-værdien. Det originale spektrum og spektret efter forarbejdning er vist i figuren nedenfor:
En ti gange krydsvalideringsmodel for understøttelsesvektorregression (SVR) blev etableret for de spektrale data før og efter forarbejdning. Modelens ydelse er vist i tabellen, og modelleringsresultaterne er vist på figuren. Denne metode implementeres i den multivariate dataanalysesoftware Theunscrambler X10.4. SVR -metoden og dens modelpræstationsindikatorer vil blive introduceret i afsnit 4.1 og vil ikke blive beskrevet detaljeret her.
Som det kan ses af tabellen, er ydelsen af forudsigelsesmodellerne for de to indikatorer, der er fastlagt af de forarbejdede spektre, forbedret til en vis grad. Ydelseskorrelationskoefficienten R for forudsigelsesmodellen for TVC er steget med 16 procentpoint, mens præstationskorrelationskoefficienten R for forudsigelsesmodellen for TVB-N er steget med 9 procentpoint. Dette verificerer nødvendigheden af spektral forarbejdning, så den efterfølgende analyse bruger de forarbejdede data.
Resumé og udsigter
For at opnå hurtig og ikke-destruktiv detektion af friskheden af kogte kødprodukter tager dette papir kogt oksekød som forskningsobjekt og bruger hyperspektral billeddannelsesteknologi til at skabe en forudsigelsesmodel til friskheden af kogt oksekød. Ændringerne i friskheden af kogt oksekød under opbevaring og de vigtigste faktorer, der påvirker friskheden af kogt oksekød, blev undersøgt, og den mikrobielle indeks TVC-værdi og kemisk indeks TVB-N-værdi relateret til det blev bestemt. De specifikke forskningskonklusioner er som følger: muligheden for at bruge hyperspektral billeddannelsesteknologi til at detektere friskheden af kogt oksekød blev undersøgt, og ændringstrenden for friskhedsindekset TVC og TVB-N-værdien TVC af kogt oksekød under opbevaring blev drøftet; Ydelsen af SVR-forudsigelsesmodellen (ved hjælp af ti gange krydsvalidering) bygget før og efter spektrale datapræbehandling blev sammenlignet, og forudsigelsesmodellen bygget med det forarbejdede datasæt havde bedre ydelse; Prøvesættens partitioneringsmetode blev undersøgt. Træningssættet og testsættet genereret ved forskellige prøvepartitioneringsmetoder blev modelleret og analyseret, og til sidst blev træningssættet og testsættet divideret med SPXY -partitioneringsmetoden valgt.
