Μεταξύ πολλών προϊόντων κρέατος, το βόειο κρέας ευνοείται από τους περισσότερους καταναλωτές λόγω της υψηλής πρωτεΐνης, χαμηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά, υψηλής βιταμίνης και ορυκτών, η οποία ανταποκρίνεται σε μεγάλο βαθμό στις διατροφικές ανάγκες των σύγχρονων ανθρώπων για το κρέας. Καθώς ο ρυθμός ζωής των ανθρώπων επιταχύνει, τα παραδοσιακά προϊόντα μαγειρεμένου βοείου κρέατος έχουν γίνει ένα κοινό φαγητό στα σούπερ μάρκετ και τα delicatessens και ο όγκος της ζήτησης και των πωλήσεων αυξάνεται επίσης. Ωστόσο, στην πραγματική ζωή, το μεγαλύτερο μέρος του μαγειρεμένου βοείου κρέατος που πωλείται στην αγορά είναι χύμα και είναι πλούσιο σε υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες και υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, επομένως είναι πολύ εύκολο να αναπαραχθούν μικροοργανισμοί και να το αναγκάσουν να χαλάσει κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης χαμηλής θερμοκρασίας. Ως εκ τούτου, με βάση τα λογικά και αποτελεσματικά πρότυπα και τα συστήματα ταξινόμησης της ποιότητας του βοείου κρέατος, η αναζήτηση αξιόπιστων μεθόδων ανίχνευσης της ποιότητας της ποιότητας της ποιότητας της ασφάλειας έχει γίνει μια κορυφαία προτεραιότητα για την κατεύθυνση ανάπτυξης της αγοράς βοείου κρέατος.
Οι υπερφασματικές εικόνες, επίσης γνωστές ως Hypercubes, είναι τρισδιάστατα μπλοκ δεδομένων (x, y, λ) που αποτελούνται από μια σειρά δισδιάστατων χωρικών εικόνων (x, y) υπό συνεχή μήκος κύματος λ. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, από την άποψη του μήκους κύματος, τα δεδομένα υπερφασματικής εικόνας (x, y, λ) είναι ένα τρισδιάστατο μπλοκ δεδομένων που αποτελείται από δισδιάστατες εικόνες (x, y). Από την άποψη των δισδιάστατων δεδομένων (x, y), η υπερφασματική είναι μια σειρά φασματικών καμπυλών. Η αρχή της χρήσης της τεχνολογίας HSI για την ανίχνευση της φρεσκάδας των τροφίμων αναφέρεται στη διαφορά στην απορρόφηση, την αντανάκλαση, τη διασπορά, την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του φωτός και τη φασματική θέση της κορυφής/καρύδας της εσωτερικής χημικής σύνθεσης και των εξωτερικών φυσικών χαρακτηριστικών του αντικειμένου να δοκιμαστεί, πράγμα που οδηγεί σε διαφορετικά χαρακτηριστικά ψηφιακού σήματος. Για παράδειγμα, οι τιμές κορυφής και κοιλάδας (φασματικά δακτυλικά αποτυπώματα) απορρόφησης σε διαφορετικά μήκη κύματος μπορούν να αντιπροσωπεύουν τις φυσικές ιδιότητες διαφορετικών ενώσεων, έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί ποιοτική ή ποσοτική ανάλυση της ποιότητας των τροφίμων μέσω της ανάλυσης των υπερφασματικών πληροφοριών, δηλαδή της μη- καταστροφική δοκιμή της ποιότητας των τροφίμων.
(1) TVC Δείγμα ROI και Extraction Spectrum
Για το δείγμα TVC, επιλέχθηκε επιλεγμένη εικόνα 50 px × 50 px μυϊκής απόδοσης επένδυσης του υποστρώματος υπερφασματικής εικόνας μετά από ασπρόμαυρη διόρθωση. Το επιλεγμένο
Η εικόνα του υποστρώματος μαγειρεμένου βοείου κρέατος υπολογίστηκε κατά μέσο όρο κάτω από ένα συγκεκριμένο φάσμα για να ληφθεί ο φασματικός μέσος όρος κάθε δείγματος κάτω από μια συγκεκριμένη ζώνη. Αυτό το βήμα εφαρμόστηκε
στο λογισμικό Envi 5.1, κυρίως μέσω του εργαλείου ROI του λογισμικού Envi.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει την εκχύλιση της περιοχής ROI του δείγματος μαγειρεμένου βοείου κρέατος TVC στο ENVI5.1 και της φασματικής τιμής που λαμβάνεται.
(2) TVB-N Δείγμα ROI και Extraction Spectrum
Η διαδικασία εκχύλισης της περιοχής ROI είναι η ίδια με αυτή των δεδομένων δείγματος TVC στην προηγούμενη παράγραφο. Η περιοχή ROI του 50px*50px λαμβάνεται επίσης για την πρόβλεψη του μαγειρεμένου δείγματος βοείου κρέατος του TVB-N. Μπορεί να φανεί ότι υπάρχουν ορισμένες διαφορές στις φασματικές καμπύλες των δύο παρτίδων μαγειρεμένων δειγμάτων βοείου κρέατος (εκτιμάται ότι οι δύο παρτίδες των προϊόντων μαγειρεμένου βοείου κρέατος Daoxiangcun αγοράστηκαν σε μακρύ διάστημα, οι οποίες μπορεί να προκληθούν από διαφορετικές ποικιλίες βοείου κρέατος) . Ομοίως, αυτό το βήμα για το δείγμα Beef Beef που έχει εφαρμοστεί επίσης στο TVB-N στο Software Envi5.1.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει το TVB-N που εξάγει την περιοχή ROI στο ENVI5.1 και την απόκτηση της φασματικής τιμής του δείγματος.
Αποτελέσματα φασματικής προεπεξεργασίας
Οι φασματικές πληροφορίες του δείγματος μαγειρεμένου βοείου κρέατος για την πρόβλεψη του TVC προεπεξεργάστηκαν (με τη σειρά της εξομάλυνσης SG, της κανονικοποίησης φορέα και του μετασχηματισμού SNV). Το αρχικό φάσμα των φασματικών πληροφοριών και το αποτέλεσμα προεπεξεργασίας φάσματος παρουσιάζονται στο παρακάτω σχήμα.
Η ίδια μέθοδος προεπεξεργασίας με αυτή που χρησιμοποιείται για το μαγειρεμένο δείγμα βοείου κρέατος για την πρόβλεψη της TVC στην προηγούμενη παράγραφο χρησιμοποιείται για την προεπεξεργασία των φασματικών πληροφοριών των υπερφασματικών δεδομένων του δείγματος για την πρόβλεψη της τιμής TVB-N. Το αρχικό φάσμα και το φάσμα μετά την προεπεξεργασία παρουσιάζονται στο παρακάτω σχήμα:
Για τα φασματικά δεδομένα δημιουργήθηκε ένα δέκα φορές μοντέλο διασταυρούμενης επικύρωσης (SVR) για τα φασματικά δεδομένα πριν και μετά την προεπεξεργασία. Η απόδοση του μοντέλου εμφανίζεται στον πίνακα και τα αποτελέσματα μοντελοποίησης παρουσιάζονται στο σχήμα. Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται στο λογισμικό ανάλυσης πολλαπλών μεταβλητών Data theunscrambler x10.4. Η μέθοδος SVR και οι δείκτες επιδόσεων μοντέλου θα εισαχθούν στην ενότητα 4.1 και δεν θα περιγραφούν λεπτομερώς εδώ.
Όπως φαίνεται από τον πίνακα, η απόδοση των μοντέλων πρόβλεψης των δύο δεικτών που καθορίζονται από τα προεπεξεργασμένα φάσματα έχει βελτιωθεί σε κάποιο βαθμό. Ο συντελεστής συσχέτισης απόδοσης του μοντέλου πρόβλεψης για το TVC αυξήθηκε κατά 16 ποσοστιαίες μονάδες, ενώ ο συντελεστής συσχέτισης απόδοσης R του μοντέλου πρόβλεψης για το TVB-N αυξήθηκε κατά 9 ποσοστιαίες μονάδες. Αυτό επαληθεύει την αναγκαιότητα φασματικής προεπεξεργασίας, οπότε η επακόλουθη ανάλυση χρησιμοποιεί τα προεπεξεργασμένα δεδομένα.
Περίληψη και προοπτική
Προκειμένου να επιτευχθεί ταχεία και μη καταστροφική ανίχνευση της φρεσκάδας των προϊόντων μαγειρεμένου κρέατος, αυτό το χαρτί παίρνει μαγειρεμένο βόειο κρέας ως ερευνητικό αντικείμενο και χρησιμοποιεί τεχνολογία υπερφασματικής απεικόνισης για να δημιουργήσει ένα μοντέλο πρόβλεψης για τη φρεσκάδα του μαγειρεμένου βοείου κρέατος. Μελετήθηκαν οι μεταβολές στη φρεσκάδα του μαγειρεμένου βοείου κρέατος κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης και μελετήθηκαν οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη φρεσκάδα του μαγειρεμένου βοείου κρέατος και προσδιορίστηκαν η τιμή TVC του μικροβιακού δείκτη και ο χημικός δείκτης TVB-N που σχετίζονται με αυτό. Τα συγκεκριμένα ερευνητικά συμπεράσματα είναι τα εξής: η πιθανότητα χρήσης της τεχνολογίας υπερφασματικής απεικόνισης για την ανίχνευση της φρεσκάδας του μαγειρεμένου βοείου κρέατος μελετήθηκε και η τάση αλλαγής του δείκτη φρεσκάδα TVC και TVB-N Value TVC του μαγειρεμένου βοείου κρέατος κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης συζητήθηκε. Η απόδοση του μοντέλου πρόβλεψης SVR (χρησιμοποιώντας δέκα φορές διασταυρούμενη επικύρωση) που κατασκευάστηκε πριν και μετά την προεπεξεργασία φασματικών δεδομένων συγκρίθηκε και το μοντέλο πρόβλεψης που κατασκευάστηκε με το προεπεξεργασμένο σύνολο δεδομένων είχε καλύτερη απόδοση. Μελετήθηκε η μέθοδος διαίρεσης του δείγματος. Το σύνολο κατάρτισης και το σύνολο δοκιμών που δημιουργήθηκαν με διαφορετικές μεθόδους διαίρεσης δείγματος διαμορφώθηκαν και αναλύθηκαν και τελικά επιλέχθηκαν το σύνολο κατάρτισης και το σύνολο δοκιμών που διαιρούνται με τη μέθοδο διαίρεσης SPXY.
