基于改进惯性矩算法的冷鲜猪肉新鲜度激光散斑图像检测.pdf

第33卷第7期
农业工程学报
Vol33 No7
2682(017年
4月
I'ransactions of the Chinesc Socicty of Agricullural Ingineering
pr.2017
基于改进惯性矩算法的冷鲜猪肉新鲜度激光散斑图像检测
蔡健荣,刘梦雷,孙力,卢越,杨杭
(江苏大学食品与生物工程学院,镇.212013)
摘要:为了探究激光散斑技术检测冷鲜黏肉新鲜度的可行性,用660和465nm2种波长的激光対宰后24h的猪肉样木
在7d内的激光散斑图像进行采集。以时间序列散斑( time history of speckle pattern,THSP)图像的惯性矩( unertia moment,
IM)作为散斑活性,研究冷鲜猪肉散斑活性随货架期的变化规律。通过分析2种淑长不同行的选取对IM值的影响,发
现不同波长其奇偶行IM的规律不同,并针对传统M算法容易出现异常值、稳定性差等缺点提出3点改进:设计排序算
法动态选择散斑活性最高峰及周2个相邻行,依此计算样本M值:改进共生知阵的修正矩阵计算方法:改进非零元素
偏离对角线距离的计算方法。结果显示,改进方法可以有效地抑制异常值十扰,冷鲜稍肉散斑活性随货架期呈现先上升
后下降的变化趋势。根据测得的挥发性盐基级值( total yolatile basic nitrogen,TVB-N)和散斑活性ⅡM值建立肉新鲜度
等级预测模型,结果显示465nm波长的激光判别效果要好于660)mm激光,其训练集和预测集的识别率能达到87.5%和
89.29%0。试验结果表明利用激光散斑技术检测冷鲜猪肉新鲜度的具有可行性
关键词:图像处理;无损检测;算法;冷鲜猪肉;新鲜度;激光散斑;惯性矩;共生矩阵
doi:10.11975issn.1002-6819.2017.07.035
中图分类号:S123:TN247
文献标志码:A
文章编号:1002-6819(2017)-07-0268-07
蔡健荣,刘梦雷,孙力,卢越,杨杭.基于改进惯性矩算法的冷鲜猪肉新鲜度激光散斑图像检测[].农业工程学
报,2017,33(7):268-274.doi:10.119751.1002-6819.2017.07.035
http://www.tcsac.org
Cai Jianrony, Iiu Menglei, Sun Ii, Iu Yuc, Yang Hang. I ascr speckle image detection of chilled pork freshness ba
1s0
unproved moment of inertia al m Transactions of the Chinese Society of A icultural En meering(Transactions of the
CSAL), 2017, 33(7): 268-274.(in Chinese wilh English abstract)doi: 10.11975/1.issn1002 6819.2017.07.035
http://www.tcsae.org
激光波长相比),经过不同光程的散射光之间相互干涉,
形成随机分布明暗相间的光斑就是激光散斑。如果被
中国是世界上猪肉生产和消費的第一大国,猪肉的测对象是具有活性的生物样品,则产生的散斑图案?现
量和消费量均占世界总量的一半。猪肉在储藏过程中动态变化。这种动态散斑通常包含生物样品的各种信息,
新鲜度会逐渐降低,消费者难以准确判断。月前对猪肉如物体表面信息,反射粒子的运动信息、温度信息等,
新鲜度的检测主要根据感官评价及耗时费力的传统俭测又称作生物散斑?
方法,难以满足快速消费的猪肉市场。近年米,国内外
日前,国内外已有大量将激光散斑技术应用到生物
已有许多学者致力于冷鲜猪肉新鲜度的快速无损俭測研样本的研究。此技术在医学上已成功应用于脑血管图像
究。如 Barbin等利用近红外高光谱成像技术对猪肉中拍摄1、精子发育能力的检测41、血液(相对)流速
挥发性盐基氮( total volatile basic nitrogcn,TVB-N)、和血液灌注率动态变化的监测16剧等诸多方面。对衣产
蛋白质、脂肪、水分和细菌总数等指标进行了定量分析,品的生物活性研究尚处于起步阶段,主要包括种子活性
并对猪肉新鲜度进行了评价:孙永海等依据肉品的气检测「120、果蔬成熟度检测-2、农产品品质检测232?
味特征,利用电子鼻对猪肉品质进行定性判別;笔者所等方面,关于冷佯猪肉新鲜度的研究尚未见到相关报道
在课题组?利用近红外光譜技术和联合区间偏最小二乘
木文基于激光散斑技术,依据不同冷时间冷鲜猪
法快速测定猪肉屮挥发性盐基氮的含量。但这些快速检肉的生物散斑活性异,分析其惯性矩( Inertia momcnt
測方法尚未取得替代传统检测方法的突破
mM)值随货架期的变化趋势。其次,针对传统M算法易
激光散斑是一种新型的无损检测技术,可以用米表出现异常数据、检测稳定性差等问题,提出了改进方法。
征生物样品的活性s?。当激光照射在祖糙物体表面(与最后,采用线性判判分析( lincar discriminant analysis
LDA)建立预测模型,以期为激光散斑应用于冷鲜猪?
收稿日期:2016-10-24修订日期:2017-(03-23
新鲜度的快速检测提供参考
基金项目:国家科技支撑计划资助(2015BAD19305);中国十后科学基
金(2015M580401):江苏省高校白然科学研究重大项山(15KJA550001);
材料与方法
江苏省博士后科学基会(1501108C)
激光散斑图像采集系统
作者简介:察健楽,男,上海人,博上,教授,要从食品农产品从量快1.1.1漖光波长的选择
速心损檢測技术研究。镇江.江苏大学食品与生物工程学院,212013
Fmail: Jrcaiauis.edu. cn
图1为用高光谱测得的率后24h内冷鲜猪里脊肉表
万方数括