食品行業(yè)
本研究應(yīng)用400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。
牛肉的質(zhì)量通常根據(jù)其大理石花紋、生理成熟度、肌肉顏色和脂肪顏色分成不同的等級(jí)。其中，大理石花紋的豐富程度是最主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺在牛肉大理石花紋圖像分割、特征提取以及等級(jí)自動(dòng)判定中得到了廣泛研究與應(yīng)用。在利用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行牛肉大理石花紋等級(jí)的自動(dòng)判定中，對(duì)大理石花紋進(jìn)行精確分割，是牛肉等級(jí)自動(dòng)判定的基礎(chǔ)，盡管已有大量的有關(guān)牛肉圖像算法不斷提出，但由于光源、樣品表面水分反射等原因，造成的大理石花紋分割不夠精確的問題仍然存在。
目前，高光譜圖像技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用于很多研究領(lǐng)域，在農(nóng)產(chǎn)品檢測中也有廣泛的研究報(bào)道，但利用高光譜圖像和光譜信息技術(shù)進(jìn)行牛肉大理石花紋分割的研究目前尚未見報(bào)道。本文通過對(duì)牛肉高光譜圖像中的脂肪和肌肉光譜信息進(jìn)行挖掘分析，提取適合牛肉大理石花紋分割的最優(yōu)波段圖像，然后通過Otsu 自動(dòng)取閾值的方法，對(duì)大理石花紋進(jìn)行分割，并對(duì)其分割精度進(jìn)行比較分析。
在不同的波段，牛肉高光譜圖像脂肪區(qū)域和肌肉區(qū)域的光譜反射強(qiáng)度有明顯的不同。較大的脂肪區(qū)域與肌肉區(qū)域光譜反射強(qiáng)度之比主要集中在465～580 nm波段。其中，在534 nm波長，脂肪區(qū)域與肌肉區(qū)域光譜反射強(qiáng)度之比有最大值。采用相同的圖像處理方法對(duì)牛肉彩色原圖和534nm特征波長圖像進(jìn)行大理石花紋分割，對(duì)特征波長圖像的大理石花紋分割精度η=0.928，較原圖更接近1，且均方誤差也更小。因此，相較于原始圖像，對(duì)牛肉特征波長圖像進(jìn)行大理石花紋分割，可以獲得更高的分割精度。
