基于高光谱和超声成像技术的调理牛排品质检测研究
发布时间：2021-03-21 08:20
调理牛排是一种滋味鲜美,食用方便的调理肉制品,近年来受到越来越多的消费者青睐。调理牛排市场在不断扩大的同时,也存在一些质量问题,如异物污染、新鲜度不明确、肉类掺假、合成冒充原切等。常规检测方法存在一定的局限性,无法满足快速无损的检测要求。超声成像技术具有灵敏度高、穿透性强、清洁安全等优点,在异物检测、质构评价等方面具有独特优势;高光谱成像技术信息全面、快速准确,在食品检测中应用广泛。本研究利用超声成像技术检测调理牛排中的异物,利用高光谱成像技术检测调理牛排的新鲜度和肉类掺假,最后分别利用两种技术鉴别原切与合成调理牛排,并进行数据融合建立鉴别模型。主要研究内容和结论如下:（1）基于超声成像技术检测调理牛排中的异物。首先将不同材料和尺寸的异物包埋在调理牛排的不同深度并进行超声成像数据采集,利用图像处理方法分割出异物区域并计算检出率。然后通过灰度共生矩阵法（GLCM）提取异物最小外接矩形区域的纹理特征值,分别建立线性判别分析（LDA）、K最邻近法（KNN）、反向传播人工神经网络（BP-ANN）和极限学习机（ELM）四种鉴别模型识别异物材料。结果表明,在铁片、玻璃和碎骨三种异物中,铁片异物的超...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
高速 数据采集卡作用主要是实现电信号和数字信号的相互转化。信号数字化处理的优点有：降低了原信号中噪音的影响；便于数据存储、分析和处理等。所使用数据采集卡采样频率：4 GHz。三轴精密电机扫描机构用于带动超声换能器进行空间扫描移动。通过计算机可以操控扫描机构的移动，或是设定扫描范围和速度让扫描机构自动移动，并实时查看换能器空间坐标。所使用三轴精密电机扫描机构重复定位精度：±0.02 mm。超声显微成像系统软件界面如图 2.2 所示。可实现的功能主要有：设置超声波激发参数和采集扫描参数；控制三轴精密电机扫描机构移动，并显示换能器空间坐标；实时显示超声成像 A、B、C 型扫描视图。
江苏大学硕士学位论文15像素点灰度值取决于超声反射回波强度，而反射回波强度取决于超声传播路径上声阻抗的差异大小，故需要测定牛排的声阻抗值并与不同材料异物比较，以解释不同声阻抗的异物在牛排中的检测效果差异。综合以上考虑，对牛排的声学特性参数——声速和声阻抗进行测量，测量原理示意图如图2.3所示。由于超声传播易受温度影响，测量在温度为20℃的条件下进行并做5次平行取平均值。超声在牛排中的速度可以根据牛排厚度和超声波在牛排中的传播时间计算得到，计算公式如下：(2.1)式中，——牛排的厚度，m；——超声波从牛排上表面传回时间；——超声波从牛排下表面传回时间。牛排的声阻抗计算公式：(2.2)式中：——牛排的密度，kg/m3；——超声波在牛排中的传播速度，m/s。图2.3牛排声学特性测量原理示意图Figure2.3Schematicofacousticparametersmeasurementofsteaks2.2.4异物植入根据文献统计[70]结合生活实际，研究选取了铁片、玻璃和碎骨三种异物材料，尺寸选择3×3×1mm和6×6×1mm两种。根据牛排的厚度12mm，选择包埋深度为3mm、6mm和9mm。为方便实验，将2.2.1制备的牛排切成小块进行异物包埋检测，样品和异物如图2.4所示。异物从牛排侧面埋入，在4℃冰箱中静置
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于荧光透射谱和高光谱图像纹理的茶叶病害预测研究[J]. 芦兵,孙俊,杨宁,武小红,周鑫. 光谱学与光谱分析. 2019(08)
[2]基于超声成像技术的冷鲜与解冻牛肉鉴别方法[J]. 孙宗保,王天真,邹小波,闫晓静,梁黎明,刘小裕. 农业机械学报. 2019(07)
[3]基于超声成像技术的火腿肠等级判别[J]. 邹小波,张俊俊,赵号,石吉勇,翟晓东,胡雪桃. 中国食品学报. 2019(07)
[4]基于机器视觉的瓶装白酒杂质检测[J]. 邵志敏,张意,张卫华,周激流. 四川大学学报(自然科学版). 2019(02)
[5]不同极限pH值牛肉品质差异及机制的研究进展[J]. 王晶,罗欣,朱立贤,李航,郝剑刚,张一敏. 食品科学. 2019(23)
[6]基于IGS-SVM模型的牛肉生理成熟度预测方法[J]. 季方芳,吴明清,赵阳,陈坤杰. 食品科学. 2019(15)
[7]高光谱成像检测煎制中调理牛肉品质的变化[J]. 谢安国,康怀彬,王飞翔,王波. 食品与机械. 2018(11)
[8]基于X射线和卷积神经网络的异物水饺识别[J]. 王强,武凯,王新宇,孙宇,杨晓燕,楼晓华. 食品科学. 2019(16)
[9]水果病虫害无损检测技术研究进展[J]. 乔世成,田有文,何宽,姚萍,古文君,王建平. 食品科学. 2019(11)
[10]消费者对重组调理牛排态度的调查研究[J]. 卢骁,王佳,张一敏,毛衍伟,罗欣,朱立贤. 肉类研究. 2018(06)
博士论文
[1]纹理图像特征提取与分类研究[D]. 许文韬.华东师范大学 2017
[2]近红外光谱定量分析中三种新型波长选择方法研究[D]. 宋相中.中国农业大学 2017
[3]基于高光谱成像技术的冷鲜猪肉品质无损检测方法研究[D]. 刘善梅.华中农业大学 2015
[4]基于光谱和高光谱成像技术的海水鱼品质快速无损检测[D]. 朱逢乐.浙江大学 2014
[5]基于电子鼻和电子舌的羊肉品质检测[D]. 田晓静.浙江大学 2014
[6]X射线不规则肉厚度补偿及异物检测方法研究[D]. 洪冠.南京林业大学 2011
硕士论文
[1]基于近红外光谱的梨的可溶性固形物含量的无损检测[D]. 路敏.兰州大学 2019
[2]生鲜食品中食源性病原微生物多重PCR检测技术的研究[D]. 马新秀.大连工业大学 2018
[3]预制牛排工艺的优化研究及应用[D]. 马娅俊.甘肃农业大学 2017
[4]重组调理牛排关键加工技术的研究[D]. 韩墨非.山东农业大学 2017
[5]冷藏腐败过程鱼肉蛋白质和脂肪变化的高光谱成像监控方法研究[D]. 陈瑜楠.华南理工大学 2017
[6]基于核磁共振的冬小麦灌浆及玉米种子萌发过程水分分布规律研究[D]. 牟红梅.西北农林科技大学 2016
[7]不同氧化程度的脂肪对四川香肠成熟过程中品质影响的研究[D]. 李静.四川农业大学 2016
[8]不同贮藏温度下牛肉新鲜度及品质变化研究[D]. 张婷.陕西师范大学 2016
[9]超声波浆液密度测量的方法研究[D]. 陈鑫.重庆理工大学 2016
[10]生鲜调理牛排加工技术的研究[D]. 董菁.山东农业大学 2015
本文编号：3092539
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
高速 数据采集卡作用主要是实现电信号和数字信号的相互转化。信号数字化处理的优点有：降低了原信号中噪音的影响；便于数据存储、分析和处理等。所使用数据采集卡采样频率：4 GHz。三轴精密电机扫描机构用于带动超声换能器进行空间扫描移动。通过计算机可以操控扫描机构的移动，或是设定扫描范围和速度让扫描机构自动移动，并实时查看换能器空间坐标。所使用三轴精密电机扫描机构重复定位精度：±0.02 mm。超声显微成像系统软件界面如图 2.2 所示。可实现的功能主要有：设置超声波激发参数和采集扫描参数；控制三轴精密电机扫描机构移动，并显示换能器空间坐标；实时显示超声成像 A、B、C 型扫描视图。
江苏大学硕士学位论文15像素点灰度值取决于超声反射回波强度，而反射回波强度取决于超声传播路径上声阻抗的差异大小，故需要测定牛排的声阻抗值并与不同材料异物比较，以解释不同声阻抗的异物在牛排中的检测效果差异。综合以上考虑，对牛排的声学特性参数——声速和声阻抗进行测量，测量原理示意图如图2.3所示。由于超声传播易受温度影响，测量在温度为20℃的条件下进行并做5次平行取平均值。超声在牛排中的速度可以根据牛排厚度和超声波在牛排中的传播时间计算得到，计算公式如下：(2.1)式中，——牛排的厚度，m；——超声波从牛排上表面传回时间；——超声波从牛排下表面传回时间。牛排的声阻抗计算公式：(2.2)式中：——牛排的密度，kg/m3；——超声波在牛排中的传播速度，m/s。图2.3牛排声学特性测量原理示意图Figure2.3Schematicofacousticparametersmeasurementofsteaks2.2.4异物植入根据文献统计[70]结合生活实际，研究选取了铁片、玻璃和碎骨三种异物材料，尺寸选择3×3×1mm和6×6×1mm两种。根据牛排的厚度12mm，选择包埋深度为3mm、6mm和9mm。为方便实验，将2.2.1制备的牛排切成小块进行异物包埋检测，样品和异物如图2.4所示。异物从牛排侧面埋入，在4℃冰箱中静置
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于荧光透射谱和高光谱图像纹理的茶叶病害预测研究[J]. 芦兵,孙俊,杨宁,武小红,周鑫. 光谱学与光谱分析. 2019(08)
[2]基于超声成像技术的冷鲜与解冻牛肉鉴别方法[J]. 孙宗保,王天真,邹小波,闫晓静,梁黎明,刘小裕. 农业机械学报. 2019(07)
[3]基于超声成像技术的火腿肠等级判别[J]. 邹小波,张俊俊,赵号,石吉勇,翟晓东,胡雪桃. 中国食品学报. 2019(07)
[4]基于机器视觉的瓶装白酒杂质检测[J]. 邵志敏,张意,张卫华,周激流. 四川大学学报(自然科学版). 2019(02)
[5]不同极限pH值牛肉品质差异及机制的研究进展[J]. 王晶,罗欣,朱立贤,李航,郝剑刚,张一敏. 食品科学. 2019(23)
[6]基于IGS-SVM模型的牛肉生理成熟度预测方法[J]. 季方芳,吴明清,赵阳,陈坤杰. 食品科学. 2019(15)
[7]高光谱成像检测煎制中调理牛肉品质的变化[J]. 谢安国,康怀彬,王飞翔,王波. 食品与机械. 2018(11)
[8]基于X射线和卷积神经网络的异物水饺识别[J]. 王强,武凯,王新宇,孙宇,杨晓燕,楼晓华. 食品科学. 2019(16)
[9]水果病虫害无损检测技术研究进展[J]. 乔世成,田有文,何宽,姚萍,古文君,王建平. 食品科学. 2019(11)
[10]消费者对重组调理牛排态度的调查研究[J]. 卢骁,王佳,张一敏,毛衍伟,罗欣,朱立贤. 肉类研究. 2018(06)
博士论文
[1]纹理图像特征提取与分类研究[D]. 许文韬.华东师范大学 2017
[2]近红外光谱定量分析中三种新型波长选择方法研究[D]. 宋相中.中国农业大学 2017
[3]基于高光谱成像技术的冷鲜猪肉品质无损检测方法研究[D]. 刘善梅.华中农业大学 2015
[4]基于光谱和高光谱成像技术的海水鱼品质快速无损检测[D]. 朱逢乐.浙江大学 2014
[5]基于电子鼻和电子舌的羊肉品质检测[D]. 田晓静.浙江大学 2014
[6]X射线不规则肉厚度补偿及异物检测方法研究[D]. 洪冠.南京林业大学 2011
硕士论文
[1]基于近红外光谱的梨的可溶性固形物含量的无损检测[D]. 路敏.兰州大学 2019
[2]生鲜食品中食源性病原微生物多重PCR检测技术的研究[D]. 马新秀.大连工业大学 2018
[3]预制牛排工艺的优化研究及应用[D]. 马娅俊.甘肃农业大学 2017
[4]重组调理牛排关键加工技术的研究[D]. 韩墨非.山东农业大学 2017
[5]冷藏腐败过程鱼肉蛋白质和脂肪变化的高光谱成像监控方法研究[D]. 陈瑜楠.华南理工大学 2017
[6]基于核磁共振的冬小麦灌浆及玉米种子萌发过程水分分布规律研究[D]. 牟红梅.西北农林科技大学 2016
[7]不同氧化程度的脂肪对四川香肠成熟过程中品质影响的研究[D]. 李静.四川农业大学 2016
[8]不同贮藏温度下牛肉新鲜度及品质变化研究[D]. 张婷.陕西师范大学 2016
[9]超声波浆液密度测量的方法研究[D]. 陈鑫.重庆理工大学 2016
[10]生鲜调理牛排加工技术的研究[D]. 董菁.山东农业大学 2015
本文编号：3092539
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3092539.html
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