[發(fā)明專利]一種基于不同形態(tài)蛋黃高光譜成像的雞蛋品質(zhì)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810679390.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108680514A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃世奇;段向陽(yáng);周美麗;林東;呂林濤;烏偉;武文勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/25
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/25
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

1.一種基于不同形態(tài)蛋黃高光譜成像的雞蛋品質(zhì)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下操作：

1)從待檢測(cè)的批次的雞蛋中取出若干個(gè)，將取出的雞蛋分為生雞蛋組和熟雞蛋組；

2)將熟雞蛋組的雞蛋煮熟后分離取出熟蛋黃，利用高光譜成像儀對(duì)熟蛋黃逐個(gè)進(jìn)行400nm～1000nm的掃描采集其高光譜圖像數(shù)據(jù)，然后從高光譜圖像數(shù)據(jù)中提取熟蛋黃的光譜特性曲線數(shù)據(jù)；

對(duì)獲得的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波降噪和歸一化處理之后，再進(jìn)行均值處理，得到該批次雞蛋的熟蛋黃光譜特性曲線數(shù)據(jù)；

3)將生雞蛋組的雞蛋打開(kāi)并分離獲取完整的生蛋黃，利用高光譜成像儀對(duì)生蛋黃逐個(gè)進(jìn)行400nm～1000nm的掃描采集其高光譜圖像數(shù)據(jù)，然后從高光譜圖像數(shù)據(jù)中提取生蛋黃的光譜特性曲線數(shù)據(jù)；

對(duì)獲得的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波降噪和歸一化處理之后，再進(jìn)行均值處理，得到該批次雞蛋的生蛋黃光譜特性曲線數(shù)據(jù)；

4)將生雞蛋組所分離的所有生蛋黃混合并攪拌，得到混合蛋黃，利用高光譜成像儀對(duì)混合蛋黃進(jìn)行400nm～1000nm的掃描采集其高光譜圖像數(shù)據(jù)，然后從高光譜圖像數(shù)據(jù)中提取混合蛋黃的光譜特性曲線數(shù)據(jù)；

對(duì)獲得的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波降噪和歸一化處理之后，得到該批次雞蛋的混合蛋黃光譜特性曲線數(shù)據(jù)；

5)將熟蛋黃光譜特性曲線、生蛋黃光譜特性曲線和混合蛋黃光譜特性曲線放在同一坐標(biāo)下進(jìn)行建模和比較分析；

對(duì)于新鮮度好的雞蛋，三個(gè)形態(tài)的蛋黃光譜特性曲線自上到下的排列為：熟蛋黃光譜特性曲線、混合蛋黃光譜特性曲線、生蛋黃光譜特性曲線，且光譜特性曲線相似，光譜特性曲線越相似其雞蛋品質(zhì)、新鮮度越好；

若三個(gè)形態(tài)的蛋黃光譜特性曲線不相似，或者曲線排列錯(cuò)亂，出現(xiàn)錯(cuò)亂交叉，則表明該批次雞蛋的品質(zhì)不是很好，或者是存儲(chǔ)的時(shí)間比較長(zhǎng)；

同時(shí)，通過(guò)對(duì)不同形態(tài)根據(jù)雞蛋黃光譜特性曲線相似性參數(shù)的估計(jì)，進(jìn)一步對(duì)度定性分析得到雞蛋品質(zhì)或其新鮮度進(jìn)行描述。

2.如權(quán)利要求1所述的基于不同形態(tài)蛋黃高光譜成像的雞蛋品質(zhì)檢測(cè)方法，其特征在于，還利用特征參數(shù)光譜角θ來(lái)比較熟蛋黃、生蛋黃和混合蛋黃的光譜特性曲線的相似性，光譜角θ越小，表明它們之間約相似性越靠近，說(shuō)明雞蛋品質(zhì)越好，新鮮度越高；

式中的T和R表示光譜特性矢量；

將光譜特性矢量用反余弦來(lái)表示，則為：

其中，t_i和r_i分別表示第i波段的光譜特性值，L表示波段的個(gè)數(shù)；

計(jì)算時(shí)兩個(gè)光譜矢量的維數(shù)要求相同，如不相同時(shí)必須進(jìn)行重采樣以達(dá)到維數(shù)相同的條件。

3.如權(quán)利要求2所述的基于不同形態(tài)蛋黃高光譜成像的雞蛋品質(zhì)檢測(cè)方法，其特征在于，在式(2)的兩邊取對(duì)數(shù)，即對(duì)數(shù)光譜角來(lái)表示，如式(3)所示：

θ值越小，則高光譜特性的相似性越大。

4.如權(quán)利要求1或2所述的基于不同形態(tài)蛋黃高光譜成像的雞蛋品質(zhì)檢測(cè)方法，其特征在于，還利用歐氏距離比較熟蛋黃、生蛋黃和混合蛋黃的光譜特性曲線的相似性：

其中，r_ki和r_kj分別表示第k波段i和j光譜特性點(diǎn)的光譜反射值，D_ij表示i和j之間的歐氏距離，L表示波段的個(gè)數(shù)；

歐氏距離D_ij值越大則雞蛋的品質(zhì)、新鮮度越差；歐氏距離值越小則雞蛋的品質(zhì)越好，新鮮度越高。

5.如權(quán)利要求1所述的基于不同形態(tài)蛋黃高光譜成像的雞蛋品質(zhì)檢測(cè)方法，其特征在于，所述熟蛋黃光譜特性數(shù)據(jù)或生蛋黃光譜特性數(shù)據(jù)的提取方法為：

用高光譜成像相關(guān)處理軟件打開(kāi)熟蛋黃或生蛋黃的高光譜圖像數(shù)據(jù)，定位到蛋黃區(qū)域，選定蛋黃區(qū)域的某個(gè)點(diǎn)并顯示其光譜特性曲線圖，把光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并轉(zhuǎn)換成Excel文件；

在每個(gè)熟蛋黃或生蛋黃樣品上采集n個(gè)點(diǎn)的光譜特性數(shù)據(jù)，n≥10；

取所述n個(gè)光譜特性數(shù)據(jù)的平均值作為相應(yīng)單個(gè)蛋黃樣品的光譜特性數(shù)據(jù)；

對(duì)每個(gè)熟蛋黃或生蛋黃樣品的光譜特性數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和歸一化處理后，取所有熟蛋黃或生蛋黃樣品的光譜特性數(shù)據(jù)的平均值作為熟蛋黃或生蛋黃樣品的光譜特性數(shù)據(jù)。