[發(fā)明專利]一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的豬肉肌內(nèi)脂肪含量無(wú)損檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610009967.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105701805B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭麗敏;張彧龍;田立軍;李爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/80
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

本發(fā)明涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的豬肉肌內(nèi)脂肪含量無(wú)損檢測(cè)方法。采用攝像機(jī)標(biāo)定法對(duì)CCD數(shù)碼攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，選取剛從屠宰場(chǎng)購(gòu)買的豬肉眼肌作為實(shí)驗(yàn)樣本，對(duì)其橫截面進(jìn)行拍照采樣，用改進(jìn)的樣本塊修復(fù)方法對(duì)得到的樣本圖像進(jìn)行預(yù)處理，恢復(fù)圖像反光區(qū)域原有信息。結(jié)合最大熵法與迭代法對(duì)預(yù)處理后的眼肌圖像進(jìn)行圖像分割，提取出豬肉大理石花紋。從得到的大理石花紋圖像中提取出脂肪數(shù)量指標(biāo)、脂肪分布指標(biāo)和脂肪紋理指標(biāo)等291個(gè)特征值，根據(jù)特征值和化學(xué)方法檢測(cè)結(jié)果建立豬肉肌內(nèi)脂肪含量預(yù)測(cè)模型，最后通過(guò)該模型對(duì)豬肉肌內(nèi)脂肪含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用本發(fā)明能很好地預(yù)測(cè)出豬肉肌內(nèi)脂肪含量，使得豬肉的營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)具備客觀性、準(zhǔn)確性和高效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)、模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的豬肉肌內(nèi)脂肪含量無(wú)損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

肌內(nèi)脂肪是影響豬肉品質(zhì)的重要因素，肉的風(fēng)味和多汁性隨肌內(nèi)脂肪含量的增加而持續(xù)改善，對(duì)于豬肉嫩度主要通過(guò)切斷肌纖維束間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，有利于咀嚼過(guò)程中肌纖維的斷裂，這樣就改變了肉質(zhì)的感官品質(zhì)。所以在保證較高生長(zhǎng)速度和瘦肉率的前提下也要維持適當(dāng)?shù)捏w脂和肌內(nèi)脂肪水平。2％-3％的肌內(nèi)脂肪含量對(duì)豬肉的食用特性比較理想。

傳統(tǒng)的肌內(nèi)脂肪含量檢測(cè)一般使用索氏抽提法，可參考國(guó)標(biāo)GB9695.1—1988《肉與肉制品—游離脂肪含量的測(cè)定》，使用乙醚、石油醚或正己烷抽提單塊肌肉待測(cè)樣中脂肪。該方法步驟繁瑣，屬破壞性檢測(cè)，在抽提時(shí)使用的萃取劑如乙醚或石油醚等對(duì)人體也有危害。

大理石花紋是肌內(nèi)脂肪的一種外在表象，劉強(qiáng)等人在文章《大理石花紋評(píng)分與淮南豬背最長(zhǎng)肌感官特性的關(guān)系研究》中提到，大理石花紋評(píng)分越高，則肌內(nèi)脂肪含量越高，因此通過(guò)測(cè)定豬肉背最長(zhǎng)肌大理石花紋的豐富程度，可以間接得出肌內(nèi)脂肪的含量。

目前，我國(guó)肉品大理石花紋分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)主要采用人工測(cè)量和感官評(píng)定相結(jié)合的方法，這種方法是主觀的、定性的，在實(shí)際生產(chǎn)中效率低、誤差大、公平和公正性難以保證。

參考國(guó)內(nèi)外豬肉分級(jí)技術(shù)研究的最新進(jìn)展，釆用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)豬肉進(jìn)行分級(jí)被認(rèn)為是最理想的解決方案。2005年彭增起等人在發(fā)明《一種豬肉顏色質(zhì)量等級(jí)的劃分方法》中根據(jù)色度學(xué)上推薦的顏色空間和色度計(jì)測(cè)定的肉色參數(shù)L、a、b值進(jìn)行顏色分級(jí)，并做成豬肉顏色等級(jí)圖譜；2009年成芳等人在發(fā)明《基于機(jī)器視覺(jué)的豬肉外觀品質(zhì)實(shí)時(shí)檢測(cè)分級(jí)方法與裝置》中對(duì)眼肌肉完成顏色、大理石花紋和嫩度以及綜合品質(zhì)的等級(jí)評(píng)定；2013年陳坤杰等人在發(fā)明《基于多光譜圖像紋理特征的檢測(cè)牛肉嫩度的裝置及方法中》通過(guò)提取豬肉大理石花紋的紋理特征對(duì)豬肉的嫩度進(jìn)行預(yù)測(cè)。上述發(fā)明中介紹的圖像處理算法和檢測(cè)裝置沒(méi)有考慮到樣本表面反光對(duì)后續(xù)工作的影響，只是應(yīng)用中值濾波等方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理，同時(shí)選取的特征值有的是關(guān)于脂肪數(shù)量的，有的是關(guān)于脂肪分布情況的，有的是關(guān)于紋理情況的，但都沒(méi)有對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的豬肉肌內(nèi)脂肪含量無(wú)損檢測(cè)方法，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下：

一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的豬肉肌內(nèi)脂肪含量無(wú)損檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)標(biāo)定攝像機(jī)，得到圖像中單位像素對(duì)應(yīng)于真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)際長(zhǎng)度；

(2)選取豬肉第5-6根肋骨處背最長(zhǎng)肌(俗稱為眼肌)作為樣本，將樣本放置于黑色背景布上，并用白色LED燈對(duì)樣本進(jìn)行補(bǔ)光，利用數(shù)碼照相機(jī)對(duì)樣本橫截面進(jìn)行俯拍，獲取豬肉眼肌樣本圖像，圖像大小為1000*1000像素；

(3)利用改進(jìn)的樣本塊修復(fù)方法對(duì)得到的樣本圖像進(jìn)行預(yù)處理，恢復(fù)圖像反光區(qū)域原有信息；

(4)結(jié)合最大熵法與迭代法對(duì)預(yù)處理后的眼肌圖像進(jìn)行圖像分割，提取出豬肉大理石花紋；

(5)從得到的大理石花紋圖像中提取出脂肪數(shù)量指標(biāo)、脂肪分布指標(biāo)和脂肪紋理指標(biāo)等特征值；