Hiperspektral görüntüleme teknolojisi, yerli tavuklar ve sıradan piliçler arasında ayrım yapabilir

Hiperspektral görüntüleme teknolojisi, yerli tavuklar ve sıradan piliçler arasında ayrım yapabilir

Bu çalışma 400-1000nm hiperspektral kamera uyguladı ve Hangzhou Caipu Technology Co., Ltd.'nin FS23 ürünü ilgili araştırmalar için kullanılabilir. Figspec® Serisi görüntüleme hiperspektral kamera, geleneksel hiperspektral kameraların harici itme gerektirdiği problemini çözmek için yerleşik tarama görüntüleme ve yardımcı kamera teknolojisi ile birleştirildiğinde, yüksek difraksiyon-verimlilik iletim ızgara spektrometresi modülü ve yüksek hassasiyetli bir yüzey dizisi kamerası kullanır. -Scan görüntüleme mekanizmaları ve çalışması zor karmaşık odaklama. Spektral görüntülerin hızlı bir şekilde elde edilmesini sağlamak için standart bir C-montaj görüntüleme lensi veya mikroskop ile doğrudan entegre edilebilir.

Et endüstrisinde, etin kalite tanımlaması veya sınıflandırılması, kalite kontrolünün önemli bir aşamasıdır. Bununla birlikte, et endüstrisinde, kalite sınıflandırması ve kontrolü esas olarak manuel tanımlamayı benimser, bu da çok fazla emek gerektiren ve pahalı olan öznel bir yöntemdir. Bu nedenle, modern et endüstrisinin et kalitesinin hızlı tanımlanması için hızlı, doğru ve tahribatsız yöntemler araması gerekmektedir. Hiperspektral görüntüleme teknolojisi, bilgisayar görme ve geleneksel spektral teknolojinin avantajlarını birleştiren ortaya çıkan, tahribatsız ve güvenilir bir teknolojidir. Bu nedenle, et kalitesi derecelendirmesi için hiperspektral görüntüleme teknolojisinin uygulanması araştırmacıların dikkatini çekmiştir.

Tavuk bol protein, lipitler ve eser elementler sağlar ve insanların günlük yaşamında çok önemli bir et gıdasıdır. Tavuğun kalitesi, cins, cinsiyet, besleme yöntemi ve besleme seviyesi gibi birçok faktörden etkilenir. Besleme yöntemine ve besleme seviyesine göre, tavuk serbest menzilli tavuk ve sıradan broyler olarak bölünebilir. Serbest menzilli tavuk, 6 aydan fazla üreme döngüsü olan dağlarda, ormanlarda veya meyve bahçelerinde yetiştirilen tavuk ırklarını ifade eder. Buna karşılık, ticari tavuk olarak da bilinen sıradan broyler, büyük ölçekte yetiştirilen ve kısa bir üreme döngüsüne (genellikle sadece 3 ay) sahip olan tavuk ırklarını ifade eder. Güçlü çevresel uyarlanabilirlik, yüksek hastalık direnci ve iyi üreme kabiliyeti gibi özel avantajlar. Buna ek olarak, et kalitesi açısından, serbest menzilli tavuklar daha lezzetli ve besleyicidir, bu nedenle piyasa fiyatı genellikle daha yüksektir. Serbest menzilli tavuklar tüketiciler için daha değerli olduğundan, et endüstrisinde tavuk fiyatlandırması, kimlik doğrulaması ve tür farklılaşması için serbest menzilli tavukları sıradan piliçlerden hızlı ve doğru bir şekilde ayırt etmek büyük önem taşımaktadır. Bununla birlikte, serbest menzilli tavuklar ve sıradan piliçler arasında ayrım yapmak için hiperspektral görüntüleme teknolojisinin uygulanması hakkında literatür raporu yoktur. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, serbest menzilli tavukların ve sıradan piliçlerin hızlı bir şekilde tanımlanmasını sağlamak için hiperspektral görüntülerin karakteristik spektral verilerini ve doku verilerini kaynaştırmaktır.

Test Malzemelerinin Satın Alma ve İşleme

Deneysel malzemeler dört farklı türde tavuk karkas (Qingyuan yerli tavuk, Zhanjiang yerli tavuk, sıradan Qingyuan tavuk ve sıradan Zhanjiang tavuk), her biri yaklaşık 1.5 kg ağırlığındadır, hepsi Panyu Bölgesi, Guangzhou şehrinde Xinzao Town Sebze Pazarı'ndan satın alınır ve Her bir tavuk karkası türünün sayısı 4'tür. Daha net bir şekilde açıklamak için, bu dört tür tavuk karkası Native Tavuk No. 1, Native Tavuk No. 2, sıradan broyler No. 1 ve sıradan broyler No. 2 olarak adlandırılır. Katliamdan sonra, tüm taze tavuk karkasları derhal paketlenmeli, etiketlenmeli ve laboratuvara taşınmalıdır. Taze tavuk göğsünü karkastan çıkarmak için bir neşter kullanın ve 1 cm kalınlığında dilimlere kesin.

Sonuç olarak, 120 et dilimi örneği elde edildi ve daha sonra hiperspektral görüntüler elde edildi. Veri analizinden önce, test örneklerinin iki alt kümeye ayrılması gerekir: kalibrasyon kümesi ve tahmin seti. Üçte biri (40) numune rastgele örnekleme prensibine dayanan tahmin kümesi olarak rastgele seçildi ve kalan 80 numune kalibrasyon seti olarak kullanıldı. Kalibrasyon kümesi bir kalibrasyon modeli oluşturmak için kullanılır ve tahmin kümesi, yerleşik modelin sağlamlığını doğrulamak için kullanılır.

Yerli tavukların ve sıradan piliçlerin spektral karakteristik eğrileri

Şekil, farklı türdeki doğal tavuklar ve sıradan piliçler için 400-1000 nm aralığında MSC'nin ortalama spektral eğrilerini göstermektedir. Rakamdan, dört tavuk türünün spektral eğrilerinin genel eğilimlerinin benzer olduğu görülebilir. Bununla birlikte, spektral absorbans değerindeki değişim derecesi biraz farklıdır. Bir yandan, et dilimlerindeki eşit olmayan kalınlık veya eşit olmayan yüzey değişikliklerinden kaynaklanan ışık saçılmasından kaynaklanabilir, diğer yandan da kasın biyokimyasal özellikleri ve doku özellikleri ile de ilişkili olabilir. Şekilde gösterildiği gibi, altı ana emme bandı esas olarak 430nm, 510nm, 550nm, 620nm, 730nm ve 970nm yakınlarında görünür. Spesifik olarak, 970NM civarındaki emilim bandı esas olarak su molekülündeki OH bağının ikinci dereceden frekans örtüşen absorpsiyon bandı iken, 730nm civarındaki zayıf emme bandı esas olarak OH'nin üçüncü dereceden frekans örtüşen absorpsiyon bandı ile ilişkilidir. Su molekülünde bağ. Ek olarak, 550NM civarında emilim bandı esas olarak miyoglobin ve hemoglobindeki hem emme emilimi ile ilişkilidirken, 510NM ve 620NM civarında emilim bantları, metmyoglobin ve methemoglobin içindeki oksitlenmiş hem emilimi ile ilişkilidir.

Bu bölüm, yerli tavukların ve sıradan piliçlerin, hiperspektral görüntülerin karakteristik spektral bilgilerine ve doku bilgilerine dayanan hızlı tanımlanma olasılığını araştırmaktadır. İlk olarak, edinilen hiperspektral görüntülerden ortalama spektrum önerildi ve MSC spektral ön işlemesi gerçekleştirildi ve karakteristik dalga boylarını çıkarmak için SPA kullanıldı. Daha sonra, hiperspektral görüntülerin karakteristik gri tonlamalı görüntüleri PCA tarafından tarandı ve ilk iki gri tonlamalı görüntüsünün doku değişkenleri gri tonlama gradyan eşleşme matrisi kullanılarak çıkarıldı. Son olarak, LS-SVM ve YSA tanımlama modelleri, tam dalga boyu spektrumu, karakteristik dalga boyu spektrumu, doku değişkenleri ve karakteristik dalga boyu spektrumu ve doku değişkenlerinin füzyon verilerine dayanılarak oluşturulmuştur. Füzyon verilerine dayanarak kurulan LS-SVM ve Ann'in CCR'leri sırasıyla% 95 ve% 92.5 idi, bu da karakteristik dalga boyu spektrumu/doku değişkenlerine dayanarak kurulan LS-SVM ve Ann'inkinden daha yüksekti. Deneysel sonuçlar, füzyon verilerine dayalı olarak kurulan tanımlama modellerinin, sadece karakteristik dalga boylarına veya doku değişkenlerine dayanan tanımlama modellerinden daha iyi olduğunu ve hiperspektral görüntüleme teknolojisinin karakteristik spektrum ve görüntü doku verilerinin füzyonunun yerli olarak hızlı bir şekilde tanımlanabileceğini kanıtladığını göstermektedir. Tavuklar ve sıradan piliçler.