[發明專利]基于近紅外頻譜特征的松質骨離體時間評估方法及系統

在審

• 申請號: 202010971428.6
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112098362A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 劉洋洋;孟琳;焦良葆
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563;G06F17/14
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本發明公開了一種基于近紅外頻譜特征的松質骨離體時間評估方法及系統，方法包括：獲得若干組不同離體時間下的松質骨近紅外光譜數據；對松質骨近紅外光譜數據進行頻域變換，進而提取松質骨近紅外光譜特征；將所述松質骨近紅外光譜特征S作為訓練數據，構建時間評估模型：通過訓練數據擬合建立多組時間?特征方程建立起時間評估模型；獲取待評估離體時間的松質骨的近紅外光譜數據，提取其近紅外光譜特征后輸入到時間評估模型中，獲取離體時間評估結果。本發明可通過對需要檢測離體時間的松質骨采集近紅外光譜數據，然后對所得數據進行特征提取，根據建立好的關系模型獲得較為準確的松質骨離體時間，檢測成本低。

技術領域

本發明涉及動物骨骼組織檢測領域，尤其涉及一種基于近紅外頻譜特征的松質骨離體時間評估方法及系統。

背景技術

近紅外光譜技術具有分析速度快、分析效率高、分析成本低、測試重現性好、光譜測量方便、便于實現在線分析、可實現無損分析和在體實時等特點，目前被廣泛應用。已有研究表明，近紅外光譜技術可應用于椎骨組織的檢測，實現術中骨組織的實時定位和識別。利用近紅外光譜技術可實現骨組織近紅外光譜的實時測量，光纖光譜儀和光纖等測量設備價格低廉、體積小巧且便于操作。

肉品新鮮度的檢測發展較快，有研究采用近紅外漫反射光譜法探索了肉品腐敗變質過程中的變化規律，目前還少有對于食品中骨組織新鮮度的檢測，基于近紅外頻譜特征的動物松質骨離體時間評估方法具有重要意義。對于豬骨新不新鮮的判定主要靠觀察和問氣味，但是當骨組織被放入冰箱冷藏后，這種判定方法會存在誤差。另外，基于CT檢測具有可靠性，但是這種方法檢測過程繁瑣、價格昂貴，難以滿足大批量樣品的低成本方便檢測。

目前尚沒有有效的基于近紅外光譜的松質骨離體時間評估方法或裝置。

發明內容

發明目的：針對現有技術中骨組織檢測過程繁瑣、成本高的缺陷，本發明公開了一種基于近紅外頻譜特征的松質骨離體時間評估方法及系統，在方法中建立了一種有效的離體時間t和松質骨近紅外光頻譜特征S關系模型，可通過對需要檢測離體時間的松質骨采集近紅外光譜數據，然后對所得數據進行特征提取，根據建立好的關系模型獲得較為準確的松質骨離體時間，檢測成本低。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明采用以下技術方案。

一種基于近紅外頻譜特征的松質骨離體時間評估方法，包括以下步驟：

S1、獲取數據樣本：獲取若干個松質骨，對每個松質骨獲取若干組不同離體時間t下的松質骨近紅外光譜數據；

S2、對S1中松質骨近紅外光譜數據進行數據處理：先對松質骨近紅外光譜數據進行頻域變換，進而提取松質骨近紅外光譜特征S；

S3、將所述松質骨近紅外光譜特征S作為訓練數據，構建時間評估模型：將步驟S2中獲取的所有松質骨近紅外光譜特征S作為訓練數據，通過數據擬合建立若干組時間-特征方程即t-S關系方程，對每一組t-S關系方程求取平均權重作為最終t-S關系方程權重，建立起時間評估模型；

S4、獲取待評估離體時間的松質骨的近紅外光譜數據，提取其近紅外光譜特征后輸入到時間評估模型中，獲取離體時間評估結果。

優選地，所述S1中對每個松質骨獲取多組不同離體時間t下的松質骨近紅外光譜數據，具體包括：對每一塊松質骨進行若干個不同離體時間下的數據測量，在每個離體時間下對松質骨表面的m個點進行數據測量；每個點測量得到的1組近紅外光譜數據，每組近紅外光譜數據中包括g個數值，每組近紅外光譜數據定義為f_n，n＝1，2，..，m；每一塊松質骨在一個離體時間下共獲取m組數據。

優選地，所述S2中，對松質骨近紅外光譜數據進行頻域變換前，還包括對每一塊松質骨在一個離體時間下共獲取m組數據求取平均值以減小隨機誤差，定義為其中中包括g個求取平均值后的數據。