Sütte protein içeriğinin tespit edilmesi için hiperspektral görüntüleme teknolojisinin uygulanması

Süt beslenmesinin değerlendirilmesinde protein içeriği, sütün insanların günlük yaşamında protein emiliminin temel bir kaynağı olduğunu gösteren en önemli göstergedir.Tüketicilerin sağlığı ve süt endüstrisinin gelişimi sütün kalitesiyle yakından ilişkilidir.Bu nedenle süt protein içeriğinin tespiti çok önemli bir bağlantıdır.Geleneksel tespit yöntemleri uzun zaman alır, çok fazla insan kaynağı harcar ve çevresel bozulmaya yol açar..Bu nedenle, süt protein içeriğini tespit etmek için daha hızlı ve daha doğru bir yöntem bulmak çok önemlidir.Bu makale, süt protein içeriğini nicel olarak değerlendirmek için hiperspektral görüntüleme teknolojisi ile birleştirilen makine öğrenimini kullanıyor., piyasada süt protein içeriğinin tespit edilmesi için uygulanabilir bir sistem sunmaktadır.

一、Deneysel malzemeler

Mengniu, New Hope, Yili ve Guangming gibi yedi farklı saf süt markasını satın aldık ve onları buzdolabına koyduk.

二、Deneysel ekipman

Bu makalede, 400-1000nm hiperspektral bir kamera kullanılmıştır. Hangzhou Color Spectrum Technology Co., LTD'nin bir ürünü olan FS13, ilgili araştırmalar için kullanılabilir.Dalga boyu çözünürlüğü 2'den daha iyi..5nm ve 1200'e kadar spektral kanala ulaşılabilir.ve en fazla bant seçimi sonrası 3300Hz (çok bölge bant seçimini destekle).

三Deneysel ayarlama yöntemi

Süt örneklerinin hiperspektral görüntüleri hiperspektral spektrometre kullanarak toplandı.Ve sonra ENVI5'ten net bir görüntü seçildi..3Toplanan spektral görüntünün çözünürlüğü 777x1004 pikseldir. Hiperspektral görüntülemenin maruziyet süresi 10ms, piksel karıştırma süreleri 6, çözünürlük 4.8nm,Ortalama aralık 0 idi..8nm, dikey mesafe 30cm idi ve elde etme koşulları oda sıcaklığıydı (23 ~ 25 ° C). Görüntüleme spektrometresi ve tarama başı çekim sırasında birlikte kurulur,ve sütün ortalama spektral verileri, ENVI yazılımı kullanılarak hiperspektral görüntüden elde edilir.. "

四、 Hiperspektral verilerin çıkarılması ve önceden işlenmesi

Hiperspektral görüntülerden hiperspektral yansıma verilerini çıkarmak geleneksel makine öğrenimi modelleme temelini oluşturur.Örneklerin spektral yansıma verileri, ilgi alanındaki tüm piksellerin ortalama spektral yansımını (ROD) çıkararak elde edilir.Bu makalede, süt örneğinin düzeltilmiş hiperspektral görüntüsünü açmak için ENVI yazılımı kullanıldı.ve her hiperspektral görüntünün merkezinin yakınında piksel ROI olarak seçildi dikdörtgen aracı ile. Toplam 30 ROI ve 7 hiperspektral görüntü seçildi ve 210 ROI seçildi. ROI'deki tüm piksellerin ortalama spektral yansıma özelliği numunenin spektral verileri olarak hesaplandı.Toplam 210 spektral veri. Spektral veriler ASCI formatında kaydedilir. Aşağıdaki resimde ROI çıkarma süreci gösterilmektedir.

Bu makalede, süt protein içeriğinin tahmininin doğruluğunu artırmak için süt protein içeriğini tahmin etmek için makine öğrenimi ile birleştirilen hiperspektral görüntüleme teknolojisi kullanıldı.Hiperspektral görüntüleme sistemi inşa edildi., piyasadaki 7 süt markasının hiperspektral görüntüleri toplandı, spektral veriler ENVI yazılımı ile çıkarıldı, süt hiperspektral veri kümesi oluşturuldu,Ve 210 hiperspektral veriler son olarak çıkarıldı..

Hiperspektral görüntüleme teknolojisi, bu aşamada bazı zorluklar olmasına rağmen, süt protein içeriğinin tespiti alanında büyük potansiyel göstermiştir.Ancak disiplinlerarası teknoloji yeniliğinin entegre edilmesiyle, geleneksel süt algılama modunda aşamalı bir devrim yapacak.Hiperspektral görüntüleme süt ürünlerinin kalite kontrolü için vazgeçilmez ve güçlü bir araç haline gelecek, süt endüstrisinin ekonomik ve sosyal faydalarını artırmaya yardımcı olur ve tüketicilerin yüksek kaliteli süt ürünlerine artan talebini karşılar.