[发明专利]一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法

权利要求书

1.一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：制备建模样品，采集时序变温过程中CCD图像，然后建立羊肉掺假定性检测模型，再利用该模型对掺入不同肉类的掺假羊肉进行定性检测，包括以下步骤：

步骤一：制备高度、质量一致，密度均匀的具有掺假羊肉代表性的肉质样品；

步骤二：将样品置入温度变化装置进行时序加热或冷却，通过视觉成像采集系统，采集样品在时序变温过程中的CCD图像；

步骤三：利用图像预处理方法去除样品图像背景，提取样品图像形心，并选取样品图像感兴趣区域；

步骤四：将CCD图像数据划分为训练集和测试集，利用划分后的样品数据集对模型进行训练和测试，优选最佳模型，并确定模型的各个参数；

步骤五：若所建定性模型效果满足要求则代表模型可行；否则，通过扩充样品集和优化模型并重复步骤一至五，直至满足要求；

所述的利用定性检测模型进行掺假羊肉定性检测的具体步骤如下：

步骤A、制备高度、质量一致，密度均匀的具有掺假羊肉代表性的肉质样品；

步骤B、将样品置入温度变化装置进行时序加热或冷却，通过视觉成像采集系统，采集样品在时序变温过程中的CCD图像；

步骤C、利用图像预处理方法去除样品图像背景，提取样品图像形心，并选取样品图像感兴趣区域；

步骤D、将感兴趣区域下样品的CCD图像数据输入已建立并经过优选的定性判别模型，通过对样品单张直接判别或多张综合判别确定样品的类别，并输出判别结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述掺假羊肉定性检测中，掺入的肉类包括：牛肉、猪肉、鸭肉及其他食用肉类；掺假检测内容为：判别肉类是否掺假及掺假类别。

3.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述步骤一和步骤A中，样品制备时，制备高度、质量一致，密度均匀的具有掺假羊肉代表性的肉质样品。

4.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述步骤二和步骤B中，将样品置入温度变化装置进行时序加热或冷却，可采用多种方式对样品进行加热或冷却，样品初始温度保持一致。

5.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述步骤二和步骤B中，CCD相机采集时序变温过程中样品的视觉图像时，采用连续拍摄的模式，图像采集间隔有多种方式，例如：等时间间隔、等温度间隔、某一温度范围等时间间隔和某一时间段等温度间隔，本发明优选第一种方法，连续采集某一固定时间段内的CCD图像，此阶段较少的数据包含了较大范围温度下的CCD图像。

6.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述步骤三和步骤C中，对图像进行预处理时，有多种方法，本发明优选图像降噪和图像几何变化方法，去除样品图像背景，提取样品图像形心，并选取样品图像感兴趣区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述步骤四和步骤D中，涉及的模型包括前馈型神经网络、卷积神经网络、循环神经网络，优选卷积神经网络建立模型；涉及的定性模型分类器包括SVM、PLS-DA、SoftMax，优选SoftMax检测掺假肉类的判别。

8.根据权利要求1所述的一种基于时序变温过程中视觉成像的掺假羊肉定性检测方法，其特征在于：所述步骤二和步骤B中，本发明所述方法所应用的检测系统包括变温单元、照明单元、图像采集单元，暗箱和数据显示分析单元；所述的变温单元为温度可调的加热或冷却装置，位于暗箱内部，用于给样品提供稳定的温度来源；所述的照明单元为光照强度可调的环形光源，用于给样品提供稳定的温度来源；所述的图像采集单元包括CCD相机、支架和通讯模块；所述暗箱由支架以及覆盖黑色密织厚布组成，为封闭式不透光箱体，防止外界光线干扰；所述数据显示和分析单元包括PC机和软件界面，其中软件界面可以实现图像的实时显示、保存以及分析判别等功能。