[發明專利]一種基于高光譜成像技術的魚蛋白質含量分布檢測方法

有效

• 申請號: 201310562416.8
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103630499A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 何勇;章海亮;朱逢樂
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及蛋白質含量檢測領域，具體涉及一種基于高光譜成像技術的魚蛋白質含量分布檢測方法。

背景技術

高光譜成像技術是一種將光譜和圖像處理技術集成為一體，同時具備光譜和圖像的特點，并可以將檢測尺度精確至納米級，由于具備這些優點，現有技術中，高光譜成像技術已廣泛應用于農業、食品、石油化工、制藥、飼料等多個行業，尤其是在農產品生命信息快速檢測研究中具有很大的應用潛力。

蛋白質是魚的重要組成部分，可為人體提供必需的氨基酸，是一種富含熱能的營養素，能夠作為人體熱能的主要來源。通過對魚蛋白質含量進行檢測分析，可以實現對魚的生長狀況的檢測以及連續監測，對于提高魚的產量和質量具有重要意義。

傳統的魚蛋白質含量檢測依據食品安全國家標準GB?5009.5-2010來進行，按照這一方法雖然能夠獲得比較可靠的測量結果，但是費時費力，不僅消耗的溶劑量大，對環境污染嚴重，且需要專用的儀器，使用較為不便，最終獲得的結果也只能獲得魚蛋白質含量的平均狀況，而不能獲得魚蛋白質含量的分布情況。

申請公開號為CN?101881729A的發明公開了一種預測狹鱈魚糜蛋白質和蛋白質含量的方法，包括以下步驟：a-1、利用近紅外光譜儀分別采集若干個狹鱈魚糜樣品的近紅外光譜反射率，從而分別得到若干個狹鱈魚糜樣品蛋白質和蛋白質含量的近紅外光譜譜圖；分別測定若干個狹鱈魚糜樣品的蛋白質和蛋白質含量，從而分別得到若干個狹鱈魚糜樣品的蛋白質和蛋白質含量測定值；通過NIRCal5.2近紅外分析軟件將若干個狹鱈魚糜樣品的蛋白質及蛋白質含量的測定值分別和對應狹鱈魚糜樣品的蛋白質及蛋白質的近紅外光譜譜圖擬合，得到狹鱈魚糜蛋白質及蛋白質含量的標準曲線；b、利用近紅外光譜儀采集狹鱈魚糜的近紅外光譜反射率，從而得到狹鱈魚糜蛋白質和蛋白質含量的近紅外光譜譜圖；c、用NIRCal5.2近紅外分析軟件調用a步驟得到的狹鱈魚糜蛋白質及蛋白質含量的標準曲線，對b步驟得到的狹鱈魚糜蛋白質和蛋白質含量的近紅外光譜譜圖進行分析，從而得到狹鱈魚糜的蛋白質和蛋白質含量的預測值。

利用該發明提供的方法也僅能獲取蛋白質以及蛋白質的平均含量，而不能獲得分布，因此，需要提供一種能夠快速檢測魚蛋白質含量分布的檢測方法。

發明內容

本發明提供了一種基于高光譜成像技術的魚蛋白質含量分布檢測方法，檢測精度高，檢測時間短，不僅減少了環境污染，也在一定程度上降低了檢測成本。

一種基于高光譜成像技術的魚蛋白質含量分布檢測方法，包括以下步驟：

（1）采集待測魚在十一個特征波長處的單波段光譜圖像；所述十一個特征波長分別為951nm、999nm、1038nm、1110nm、1144nm、1167nm、1210nm、1229nm、1383nm、1555nm、1632nm；

（2）依據單波段光譜圖像的灰度值與反射率的線性關系，將步驟（1）中的單波段光譜圖像轉化為反射率圖像；

（3）依據下式計算得到魚的反射率圖像中每個像素點所對應的魚蛋白質含量；

Y=-99.759X₁+106.335X₂-181.41X₃+240.536X₄-257.751X₅+87.086X₆-69.975X₇+98.719X₈+89.372X₉-107.609X₁₀+81.578X₁₁+26.843

式中：X_a代表a?nm特征波長處的反射率圖像中，某一像素點的反射率；

Y代表相應像素點處的魚蛋白質含量。

作為優選，所述步驟（2）中單波段光譜圖像的灰度值與反射率的線性關系的獲取步驟如下：

2-1、采集至少三塊漫反射標準板在十一個特征波長處的基準單波段光譜圖像，求取每幅基準單波段圖像的灰度值，在可見近紅外光譜范圍內，所采用的漫反射標準板具有互不相同的反射率；

2-2、針對每個特征波長，將相應基準單波段圖像的灰度值與反射率進行線性擬合，得到灰度值與反射率的線性關系。

作為優選，所述漫反射標準板為三～十一塊。

在每一個特征波長處，每塊漫反射標準板各自對應一幅單波段圖像，每幅單波段圖像對應一個灰度值，以漫反射標準板的灰度值為自變量，以漫反射標準板的反射率為因變量，線性擬合得到灰度值與反射率的關系。