北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

Resonon | 使用高光谱成像仪和机器学习对新鲜和冻融牛肉进行分类

日期: 2024-02-21
浏览次数: 11

肉类富含丰富的蛋白质和营养物质,不仅能够满足我们的味蕾,还能够提供我们身体所需的能量和营养。

随着肉类需求的增加,大规模的肉类生产和运输过程中,肉类的速冻可以一定程度保持食物的新鲜度和口感。然而,关于速冻解冻的肉类,和新鲜肉类的混淆,让人难以分辨。

首尔大学的研究人员利用高光谱成像技术,做了相关的研究。

使用高光谱成像仪和机器学习对新鲜和冻融牛肉进行分类
Resonon | 使用高光谱成像仪和机器学习对新鲜和冻融牛肉进行分类

由于对安全、可食用肉类的需求的不断增加,冷冻储存技术得到了不断改进。然而目前存在解冻肉在处理和销售过程中被进行了错误的标记,宣称为新鲜肉类,这可能导致消费者受到误导或产生安全隐患。在这项研究中,使用高光谱图像数据构建了一个机器学习(ML)模型,用于区分新鲜冷藏、长期冷藏和解冻的牛肉样本。通过四种预处理方法,共准备了五个数据集来构建ML模型。使用PLS-DA和SVM技术构建了模型,其中应用散点校正和RBF核函数的SVM模型性能最佳。结果表明,利用高光谱图像数据立方体,可以构建区分新鲜肉类和非新鲜肉类的预测模型,这可以成为肉类储存状态常规分析的快速、非侵入性方法。

Resonon | 使用高光谱成像仪和机器学习对新鲜和冻融牛肉进行分类

安装在暗室中的高光谱数据采集系统的配置示意图

基于此,来自首尔大学的研究人员使用Resonon Pika L 高光谱成像仪,在近红外光谱的400-1000 nm波段内获取高光谱图像数据立方体,进行了相关研究。在本研究中,图像采集系统安装在暗室中,以确保完全消除外部光并能够采集高光谱图像。

将九个样本同时放置在哑光黑色板上,通过移动相机获取高光谱图像数据立方体。所有样品均经过光学稳定处理,在采集高光谱数据之前将它们置于实验环境中 20 分钟,消除由肌红蛋白/氧肌红蛋白含量差异引起的巧合差异。随后,通过分离红色肉部分,从高光谱数据立方体中提取了(ROI)的光谱,确保了只有红色部分肉的光谱被提取用于分析。这个过程产生了高质量的数据集,适用于后续的分析和解释。使用四种预处理技术(MSC、SNV转换、一阶Savitzky–Golay滤波和最小-最大归一化)对提取的光谱进行模型开发。

Resonon | 使用高光谱成像仪和机器学习对新鲜和冻融牛肉进行分类

本研究获取的高光谱数据立方体中的光谱图像。(a–c) 分别为“新鲜”、“受损”和“冷冻”样品的 630–650 nm 平均图像;(d-f)分别为“新鲜”、“受损”和“冷冻”样品的 540-560 nm 平均图像。
Resonon | 使用高光谱成像仪和机器学习对新鲜和冻融牛肉进行分类

用于构建肉样本分类模型的高光谱数据立方体中的光谱。(a) 实验数据的完整光谱;(b) 每个实验组的平均光谱(实线)以及加减标准差后的光谱(虚线)。

研究结论

这篇文章研究了使用NIR高光谱成像仪,对牛肉进行分类,区分其“新鲜”、“受损”和“冷冻”状态。通过将韩国产牛肉样品划分为新鲜冷藏、长期冷藏和解冻状态,共获得了九个高光谱图像数据立方体,并通过滴水损失测试定量分析了牛肉样品的状况。本研究共收集了4950个光谱图像,将其80%用作训练集,20%用作测试集。

在构建机器学习模型时,使用了四种预处理方法,包括MSC和SNV用于校正,Savitzky-Golay 1st滤波器用于平滑,Min-Max用于归一化,以及原始数据,共准备了五个数据集。采用PLS-DA和SVM技术构建模型,其中SVM模型使用了四个核函数。评估模型性能时,准确性是主要指标,同时对“新鲜”类别的F1分数进行了估计,以独立验证生鲜肉分类的性能。测试集的准确率在几乎所有模型中都超过90%,主要错误是由于未能正确区分“受损”和“冻结”类别。具有散点校正和RBF核函数的SVM模型表现最佳,其准确度达到96.57%,“新鲜”类别的F1分数为100%。研究结果表明,通过纯化高光谱图像数据立方体筛选的光谱可以构建一个预测模型,用于区分新鲜肉和非新鲜肉。这些模型在未来的实际肉类采购场所中具有可行性。


News / 相关新闻 More
2024 - 06 - 11
摘要土壤有机质(SOM)在全球碳循环中起着非常重要的作用,而高光谱遥感已被证明是一种快速估算SOM含量的有前景方法。然而,由于忽略了土壤物理性质的光谱响应,SOM预测模型的准确性和时空可迁移性较差。本研究旨在通过减少土壤物理性质对光谱的耦合作用来提高SOM预测模型的时空可迁移性。基于卫星高光谱图像和土壤物理变量,包括土壤湿度(SM)、土壤表面粗糙度(均方根高度,RMSH)和土壤容重(SBW),建立了基于信息解混方法的土壤光谱校正模型。选取中国东北的两个重要粮食产区作为研究区域,以验证光谱校正模型和SOM含量预测模型的性能和可迁移性。结果表明,基于四阶多项式和XG-Boost算法的土壤光谱校正具有优异的准确性和泛化能力,几乎所有波段的残余预测偏差(RPD)均超过1.4。基于XG-Boost校正光谱的SOM预测精度最 高,决定系数(R2)为0.76,均方根误差(RMSE)为5.74 g/kg,...
2024 - 05 - 20
北京,这座拥有千年历史的城市,见证了无数历史的变迁和现代文明的飞跃。然而,随之而来的是空气质量问题,尤其是由机动车尾气排放引发的大气污染。据相关研究显示,机动车尾气中含有大量的有害物质,包括一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机化合物以及细颗粒物等,这些污染物不仅对人体健康构成威胁,还会导致城市雾霾的形成,影响城市的视觉美感和居民的生活质量。在众多污染物中,氨气作为一种典型的碱性气体,其来源多样,包括农业活动、工业生产、生活垃圾处理等。在北京市城区车辆排放是否是氨气的主要来源?据此,来自中国科学院大气物理研究所的研究团队进行了相关研究。北京城区NH3排放源-机动车尾气背景介绍氨气是大气中重要的碱性气体,在中和酸性气体,形成二次气溶胶方面发挥着重要作用。NH3在大气中滞留时间短,因此NH3浓度日变化显著。一般特征为在早上大约07:00~10:00,NH3浓度到达峰值。然而以前的研究局限于单一季节,无...
2024 - 05 - 17
菱透浮萍绿锦池,夏莺千啭弄蔷薇透过浮萍,诗人的眼里看到的是其和水中菱叶相映成趣的景象,是夏日池塘的勃勃生机。而在科研学者的眼中,看到的是天南星目浮萍科的水生植物,是潜藏在水稻种植中的双刃剑。营养物质的争夺?自然光照的遮挡?生存空间的占据?在一片生机之下,浮萍和水稻之间塑造着另一番景象..由于气候变暖/或灌溉水富营养化的影响,稻田中的浮萍(DGP)大幅增加。本研究考虑到生态因素、光合能力、光谱变化和植物生长等因素,对三个代表性水稻品种进行了田间试验,以确定DGP对水稻产量的影响。结果表明,DGP显著降低pH值0.6,日水温降低0.6℃,水稻抽穗期提前1.6天,并平均增加了叶片的SPAD和光合速率分别为10.8%和14.4%。DGP还显着提高了RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多种植被指数的数值,并且水稻冠层反射光谱的一阶导...
2024 - 05 - 08
在城市污水处理与农村生活废弃物管理中,化粪池作为一种常见的粪便处理设施,承担着重要角色。然而,化粪池在分解过程中会产生包括氨气在内的恶臭气体,这些气体不仅对周围环境造成异味污染,还可能对人体健康构成威胁。以下论文中,来自上海市环境科学研究院的研究团进行了化粪池的相关研究,以降低化粪池氨气排放对环境的负面影响,促进生态平衡和可持续发展,为相关领域的政策制定和技术改进提供理论依据和实践指导。中国城市潜在NH3排放源-化粪池背景介绍在中国高度污染的城市大气中,大气新粒子形成可能是由于硫酸和胺的成核机制,而目前尚不清楚为什么中国的城市大气中富含胺。在城市中,尽管抽水马桶的普及率接近100%,但人类排泄物大多储存在建筑物下面的化粪池中,而不是直接运往污水处理厂。化粪池中大量NH3是微生物分解的产物,可以通过连接屋顶的塑料管释放到大气中。鉴于胺与氨是共同排放的,有理由认为人类排泄物也可能是中国城市中胺...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910499762 010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 

地址:深圳市宝安区创业二路玖悦雅轩商业裙楼3层瑞思BEEPLUS 3029室 手机:13910499772

 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开