基于高光谱图像技术的羊肉表面污染及病变快速检测方法研究

摘要

本论文以宁夏特有的盐池滩羊为研究对象，利用可见-近红外(400-1000nm)及近红外(900-1700nm)成像技术分别对羊肉表面肠溶物污染及病变肉快速检测，结合数字图像处理及化学计量学方法，开发了羊肉表面肠溶物识别算法，建立了两种常见病变羊肉的定性分析模型。为下一步利用多光谱成像技术开发在线检测系统提供了理论依据。主要研究结果如下:
　　(1)利用可见-近红外(400-1000nm)高光谱成像系统对羊肉表面肠溶物进行检测，结合主成分分析(PCA)选取适合于图像处理的主成分图像，并进行中值滤波、平方根变换、二值化、形态学处理4种图像处理算法，对225个样本进行识别（正常样本75个，大肠肠溶物样本75个，小肠肠溶物75个），最终基于400-1000nm光谱范围对羊肉表面肠溶物检测率为99.1％。
　　(2)为了开发屠宰分割过程中羊肉肠溶物污染在线快速检测技术系统，利用主成分分析(PCA)分别选取了大肠肠溶物及小肠肠溶物的特征波长，结果表明，基于特征波段光谱范围内对羊肉表面肠溶物的检测率为98.3％。
　　(3)利用近红外（900-1700nm）高光谱成像系统对羊肉进行检测，对正常羊肉及两种病变肉的原始光谱进行多元散射矫正及平滑预处理，采用无监监督模式进行聚类分析，并用线性判别LDA算法对样本进行模式识别，结果显示正确分类率为99％。
　　(4)分别利用主成分分析法及二阶导数法选取病变肉的特征波长，利用两种特征波长分别结合线性判别分析建立病变肉的预测模型，结果表明，基于主成分分析法特征波长下对正常羊肉与病变羊肉之间的正确分类率为98％，基于二阶导数法特征波长下对正常羊肉与病变羊肉之间正确分类率96％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究方法

1．4 课题的研究内容和技术路线

1．5 本章小结

第二章 高光谱成像技术原理及数据处理方法

2．1 引言

2．2 高光谱成像技术的简介

2．3 高光谱成像技术的基本原理

2．4 高光谱数据的特点

2．5 高光谱成像系统

2．6 高光谱数据处理方法

2．7 评价光谱分析模型性能的基本参数

2．8 本章小结

第三章 基于高光谱图像技术的羊肉表面肠溶物污染无损检测

3．1 引言

3．2 实验材料、仪器和方法

3．3 结果与讨论

3．4 本章小结

第四章 基于高光谱光谱技术对病变羊肉的识别

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．3 结果与分析

4．4 结论

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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作者简介及论文发表情况