基于机器视觉技术制作烤羊肉比色卡
9页1、基于机器视觉技术制作烤羊肉比色卡简要:摘 要:为建立一种能够快速无损识别羊肉烤制过程中颜色变化的标准化方法,本研究基于机器视觉技术结合三种算法(均值算法、K-Means算法和K-Means+图像降噪算法)制作烤羊肉颜色识别比摘 要:为建立一种能够快速无损识别羊肉烤制过程中颜色变化的标准化方法,本研究基于机器视觉技术结合三种算法(均值算法、K-Means算法和K-Means+图像降噪算法)制作烤羊肉颜色识别比色卡,对烤羊肉的颜色进行在线监测。结果说明,三种算法制作的比色卡均能呈现出羊肉烤制过程中的颜色变化。为明确三种比色卡的准确率,研究采用K-medoids算法结合感官实验进行比色卡颜色识别准确率验证。其中利用K-medoids算法的比色卡识别准确率验证结果显示,均值算法准确率为85.60%、 K-Means算法准确率为95.70%、K-Means算法+图像降噪算法准确率为93.40%;感官实验的验证结果显示,均值算法、K-Means算法、K-Means算法+图像降噪算法的识别准确率依次为67.32%、73.71%、 68.74%,比照发现K-Means算法制作的比色卡对烤羊肉颜色识别准
2、确率最高。研究证明比色卡可作为颜色评价标准,为烧烤肉制品加工提供指导依据,具有良好的应用前景。王博; 胡晓妍; 于芳珠; 刘登勇, 食品工业科技 发表时间:2022-09-24关键词:烤羊肉,比色卡,机器视觉,颜色,图像识别烤羊肉是我国传统风味肉制品,颜色棕黄,色泽油亮,肉香浓郁,深受消费者喜爱1。随着人们食品平安意识的提高和市场需求量增大,传统加工方式已不能满足人们的需要,工业化加工逐渐代替传统加工方式,并正在向标准、营养、健康、智能的方向开展2,然而目前在工业化生产中能够对产品质量进行及时、快速评价的标准化方法仍存在缺乏。烤羊肉作为传统肉制品,色、香、味、形独具特色3,消费者往往通过这些特点来评价产品质量。其中颜色是消费者感官评价最直观的指标也是反映食品质量的重要因素,不仅能表征食品的新鲜度,还是食品成熟度的重要指示因子,在食品加工及储藏过程中也可以通过颜色变化及时发现食品品质的改变,烤羊肉加工过程中颜色是用来判断成熟度的重要依据4-7。因此建立一种能够识别烤羊肉颜色的标准方法对于精准控制其颜色,实现标准化生产具有很好的现实意义。比色卡是一种可进行颜色对照识别,在一定范围内统一颜色
3、标准的工具,目前在食品领域应用较少,制作烤羊肉比色卡检测颜色只需通过简单比照,操作方便准确率高8-9。比色卡制作要采集大量样本的颜色信息,传统颜色识别方法主要为仪器测定和感官评价,仪器测定结果准确,但对样品具有破坏性且本钱较高;感官评价简单方便,但容易受外界因素影响且存在一定个人主观性10-11。机器视觉是利用机器代替人眼,模拟人类视觉功能的一项技术,通过图像采集、信号转换、数据处理分析等最终实现对物体的识别,可应用于多种领域12-13。在肉类食品中的应用如:监测碎肉在连续油炸过程中凝集增加的变化14、评估肉类食品的质量参数15、在线预测识别猪肉的颜色和大理石花纹16以及禽类产品尺寸、质量、体积的测定和分级分类17等,方法智能新颖且具有识别速度快、准确率高、不具破坏性等特点18。因此利用机器视觉技术对烤羊肉图像进行采集和处理,减少误差提高比色卡准确率19。本研究以烤羊肉为实验目标,基于机器视觉技术制作烤羊肉颜色比色卡,实现对烤羊肉颜色的实时检测,在生产过程中能够及时控制产品质量,研究为烤羊肉质量评价管理提供了根底依据。1 材料与方法1.1 材料与仪器羊外脊 锡林郭勒盟羊羊牧业股份提供,
4、羊品种为内蒙古锡林郭勒盟苏尼特羊(月龄 6 月,均重 30 kg)。NB-HM3810 电烤箱 厦门建松电器;CR-400 色彩色差计 日本柯尼卡美能达公司;LED 迷你小型摄影棚 绍兴上虞风景户外用品;VGA2USB 图像采集卡 加拿大艾普飞公司;EOS-R6 照相机 日本佳能公司;HP ZHAN 66 R5-4500 笔记本电脑 中国惠普。1.2 实验方法1.2.1 样品制备 购置排酸成熟 24 h 后的新鲜羊肉于 4 条件下运回实验室冷冻保存。实验前将冷冻的羊肉放置室温解冻 1 h,去除筋膜和多余脂肪,制备规格均为长宽厚 20 mm20 mm10 mm 的肉样,利于羊肉烤制过程中成熟度一致。待肉完全解冻,外表温度升至室温后置于烤盘,放入上下温度 220 电烤箱中。通过控制烤制时间获得羊肉在烤制过程中的所有颜色变化,经预实验得出,本实验所用电烤箱在羊肉烤制 25 min 时,外表已经出现焦糊,因此选取烤制时间范围为 025 min。每分钟烤制 15 块羊肉共 390 块,得到试验样品。1.2.2 比色卡制作方法 为确定烤制过程中所有颜色的变化,选择 025 min 共 26 个时间
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