Hyperspectrale beeldvormingstechnologie kan onderscheid maken tussen native kippen en gewone vleeskuikens

Hyperspectrale beeldvormingstechnologie kan onderscheid maken tussen native kippen en gewone vleeskuikens

Deze studie paste een 400-1000 nm hyperspectrale camera toe en het FS23-product van Hangzhou Caipu Technology Co., Ltd. kan worden gebruikt voor gerelateerd onderzoek. De FigSpec®-serie Imaging Hyperspectral Camera gebruikt een hoog-diffractie-efficiëntie-transmissie-roosterspectrometermodule en een oppervlakte-array-camera met hoge gevoeligheid, gecombineerd met ingebouwde scanbeeldvorming en hulpcamera-technologie, om het probleem op te lossen dat traditionele hypersspectrale camera's vereisen externe push -SCAN -beeldvormingsmechanismen en complexe focus, die moeilijk te bedienen zijn. Het kan direct worden geïntegreerd met een standaard C-Mount Imaging-lens of microscoop om een ​​snelle verwerving van spectrale beelden te bereiken.

In de vleesindustrie is de kwaliteitsidentificatie of classificatie van vlees een cruciaal stadium van kwaliteitscontrole. In de vleesindustrie hanteert kwaliteitsclassificatie en -controle echter voornamelijk handmatige identificatie, wat een subjectieve methode is die veel arbeid vereist en kostbaar is. Daarom moet de moderne vleesindustrie snelle, nauwkeurige en niet-destructieve methoden zoeken voor de snelle identificatie van de vleeskwaliteit. Hyperspectrale Imaging Technology is een opkomende, niet-destructieve en betrouwbare technologie die de voordelen van computervisie en traditionele spectrale technologie combineert. Daarom heeft de toepassing van hyperspectrale beeldvormingstechnologie voor het beoordelen van de vleeskwaliteit de aandacht getrokken van onderzoekers.

Kip biedt overvloedige eiwitten, lipiden en sporenelementen en is een zeer belangrijk vleesvoedsel in het dagelijkse leven van mensen. De kwaliteit van kip wordt beïnvloed door vele factoren, zoals ras, geslacht, voedingsmethode en voedingsniveau. Volgens de voedingsmethode en het voedingsniveau kan kip worden onderverdeeld in vrije uitloop kip en gewone vleeskuikens. Kip van vrije uitloop verwijst naar die kippenrassen die worden grootgebracht in bergen, bossen of boomgaarden met een fokcyclus van meer dan 6 maanden. Gewone vleeskuikens, ook bekend als commerciële kip, verwijst daarentegen naar kippenrassen die op grote schaal worden grootgebracht en een korte fokcyclus hebben (meestal slechts 3 maanden) 1991. Vergeleken met gewone vleeskuikens, hebben kippen van de vrije loop Speciale voordelen, zoals sterke aanpassingsvermogen van het milieu, hoge ziektebestendigheid en een goed reproductief vermogen. Bovendien zijn kippen in termen van vleeskwaliteit heerlijker en voedzamer, dus de marktprijs is vaak hoger. Aangezien kippen van vrije uitloop waardevoller zijn voor consumenten, is het van groot belang om snel en nauwkeurig vrije uitloopkippen te onderscheiden van gewone vleeskuikens voor kippenprijzen, identiteitsverificatie en soortendifferentiatie in de vleesindustrie. Er is echter geen literatuurrapport over de toepassing van hyperspectrale beeldvormingstechnologie om onderscheid te maken tussen kippen van vrije uitloop en gewone vleeskuikens. Daarom is het doel van deze studie om de karakteristieke spectrale gegevens en textuurgegevens van hyperspectrale afbeeldingen te fuseren om een ​​snelle identificatie van vrije uitloopkippen en gewone vleeskuikens te bereiken.

Aankoop en afhandeling van testmaterialen

De experimentele materialen zijn vier verschillende soorten kippenkarkassen (Qingyuan Native Chicken, Zhanjiang Inheemse kip, gewone Qingyuan -kip en gewone Zhanjiang -kip), elk met een gewicht van ongeveer 1,5 kg, allemaal gekocht bij de Xinzao Town Vegetable Market in Panyu District, Guangzhou City, en Het aantal van elk type kippenkarkassen is 4. Om duidelijker uit te leggen, deze vier soorten kippenkarkassen worden inheems kip nr. 1, native kip nr. 2, gewone vleeskuikens nr. 1 en gewone vleeskuikens nr. 2. Na het slachten moeten alle verse karkassen onmiddellijk worden verpakt, gelabeld en naar het laboratorium worden getransporteerd. Gebruik een scalpel om de verse kipfilet uit het karkas te verwijderen en snijd deze in plakjes met een dikte van 1 cm.

Dientengevolge werden 120 segschijfmonsters verkregen en vervolgens werden hyperspectrale beelden verkregen. Vóór gegevensanalyse moeten de testmonsters worden onderverdeeld in twee subsets: kalibratieset en voorspellingset. Een derde (40) monsters werden willekeurig geselecteerd als de voorspellingsset op basis van het principe van willekeurige bemonstering en de resterende 80 monsters werden gebruikt als kalibratieset. De kalibratieset wordt gebruikt om een ​​kalibratiemodel op te zetten en de voorspellingsset wordt gebruikt om de robuustheid van het gevestigde model te verifiëren.

Spectrale karakteristieke krommen van inheemse kippen en gewone vleeskuikens

De figuur toont de gemiddelde spectrale krommen van MSC in het bereik van 400-1000 nm voor verschillende soorten native kippen en gewone vleeskuikens. Uit de figuur blijkt dat de algemene trends van de spectrale krommen van de vier soorten kip vergelijkbaar zijn. De mate van verandering in de spectrale absorptiewaarde is echter enigszins anders. Aan de ene kant kan het te wijten zijn aan de lichtverstrooiing veroorzaakt door ongelijke dikte of ongelijke oppervlakteveranderingen van de vleesplakken, en aan de andere kant kan het ook verband houden met de biochemische eigenschappen en textuurkenmerken van de spier. Zoals getoond in de figuur, verschijnen de zes hoofdabsorptiebanden voornamelijk in de buurt van 430 nm, 510 nm, 550 nm, 620 nm, 730 nm en 970 nm. In het bijzonder is de absorptieband rond 970 nm voornamelijk de tweede-orde frequentie-overlappende absorptieband van de OH-binding in het watermolecuul, terwijl de zwakke absorptieband rond 730 nm voornamelijk gerelateerd is aan de derde-orde frequentie-overlappende absorptieband van de OH binding in het watermolecuul. Bovendien is de absorptieband rond 550 Nm voornamelijk gerelateerd aan de absorptie van heem in myoglobine en hemoglobine, terwijl de absorptiebanden rond 510 nm en 620 Nm gerelateerd zijn aan de absorptie van geoxideerd heem in metmyoglobine en methemoglobine.

Dit hoofdstuk onderzoekt de mogelijkheid van snelle identificatie van inheemse kippen en gewone vleeskuikens op basis van karakteristieke spectrale informatie en textuurinformatie van hyperspectrale afbeeldingen. Eerst werd het gemiddelde spectrum voorgesteld uit de verworven hyperspectrale beelden en werd MSC -spectrale voorbewerking uitgevoerd en werd spa gebruikt om karakteristieke golflengten te extraheren. Vervolgens werden de karakteristieke grijswaardenbeelden van de hyperspectrale afbeeldingen gescreend door PCA en werden de textuurvariabelen van de eerste twee grijswaardenafbeeldingen geëxtraheerd met behulp van de Grayscale Gradient Co-Co-op-voorkomen Matrix. Ten slotte werden LS-SVM- en ANN-identificatiemodellen vastgesteld op basis van het volledige golflengtetrum, karakteristieke golflengtespectrum, textuurvariabelen en fusiegegevens van karakteristiek golflengtetrum- en textuurvariabelen. De CCR's van LS-SVM en ANN vastgesteld op basis van fusiegegevens waren respectievelijk 95% en 92,5%, die hoger waren dan die van LS-SVM en ANN op basis van karakteristieke golflengtespectrum/textuurvariabelen. De experimentele resultaten tonen aan dat de vastgestelde identificatiemodellen op basis van fusiegegevens beter zijn dan de identificatiemodellen die zijn vastgesteld op basis van karakteristieke golflengten of textuurvariabelen alleen, wat aantoont dat de fusie van karakteristiek spectrum en beeldtextuurgegevens van hyperspectrale beeldvormingstechnologie een snelle identificatie van native kan bereiken Kippen en gewone vleeskuikens.