[发明专利]基于近红外频谱特征的松质骨离体时间评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于近红外频谱特征的松质骨离体时间评估方法及系统，方法包括：获得若干组不同离体时间下的松质骨近红外光谱数据；对松质骨近红外光谱数据进行频域变换，进而提取松质骨近红外光谱特征；将所述松质骨近红外光谱特征S作为训练数据，构建时间评估模型：通过训练数据拟合建立多组时间‑特征方程建立起时间评估模型；获取待评估离体时间的松质骨的近红外光谱数据，提取其近红外光谱特征后输入到时间评估模型中，获取离体时间评估结果。本发明可通过对需要检测离体时间的松质骨采集近红外光谱数据，然后对所得数据进行特征提取，根据建立好的关系模型获得较为准确的松质骨离体时间，检测成本低。

技术领域

本发明涉及动物骨骼组织检测领域，尤其涉及一种基于近红外频谱特征的松质骨离体时间评估方法及系统。

背景技术

近红外光谱技术具有分析速度快、分析效率高、分析成本低、测试重现性好、光谱测量方便、便于实现在线分析、可实现无损分析和在体实时等特点，目前被广泛应用。已有研究表明，近红外光谱技术可应用于椎骨组织的检测，实现术中骨组织的实时定位和识别。利用近红外光谱技术可实现骨组织近红外光谱的实时测量，光纤光谱仪和光纤等测量设备价格低廉、体积小巧且便于操作。

肉品新鲜度的检测发展较快，有研究采用近红外漫反射光谱法探索了肉品腐败变质过程中的变化规律，目前还少有对于食品中骨组织新鲜度的检测，基于近红外频谱特征的动物松质骨离体时间评估方法具有重要意义。对于猪骨新不新鲜的判定主要靠观察和问气味，但是当骨组织被放入冰箱冷藏后，这种判定方法会存在误差。另外，基于CT检测具有可靠性，但是这种方法检测过程繁琐、价格昂贵，难以满足大批量样品的低成本方便检测。

目前尚没有有效的基于近红外光谱的松质骨离体时间评估方法或装置。

发明内容

发明目的：针对现有技术中骨组织检测过程繁琐、成本高的缺陷，本发明公开了一种基于近红外频谱特征的松质骨离体时间评估方法及系统，在方法中建立了一种有效的离体时间t和松质骨近红外光频谱特征S关系模型，可通过对需要检测离体时间的松质骨采集近红外光谱数据，然后对所得数据进行特征提取，根据建立好的关系模型获得较为准确的松质骨离体时间，检测成本低。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种基于近红外频谱特征的松质骨离体时间评估方法，包括以下步骤：

S1、获取数据样本：获取若干个松质骨，对每个松质骨获取若干组不同离体时间t下的松质骨近红外光谱数据；

S2、对S1中松质骨近红外光谱数据进行数据处理：先对松质骨近红外光谱数据进行频域变换，进而提取松质骨近红外光谱特征S；

S3、将所述松质骨近红外光谱特征S作为训练数据，构建时间评估模型：将步骤S2中获取的所有松质骨近红外光谱特征S作为训练数据，通过数据拟合建立若干组时间-特征方程即t-S关系方程，对每一组t-S关系方程求取平均权重作为最终t-S关系方程权重，建立起时间评估模型；

S4、获取待评估离体时间的松质骨的近红外光谱数据，提取其近红外光谱特征后输入到时间评估模型中，获取离体时间评估结果。

优选地，所述S1中对每个松质骨获取多组不同离体时间t下的松质骨近红外光谱数据，具体包括：对每一块松质骨进行若干个不同离体时间下的数据测量，在每个离体时间下对松质骨表面的m个点进行数据测量；每个点测量得到的1组近红外光谱数据，每组近红外光谱数据中包括g个数值，每组近红外光谱数据定义为f_n，n＝1，2，..，m；每一块松质骨在一个离体时间下共获取m组数据。

优选地，所述S2中，对松质骨近红外光谱数据进行频域变换前，还包括对每一块松质骨在一个离体时间下共获取m组数据求取平均值以减小随机误差，定义为其中中包括g个求取平均值后的数据。