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基于高光谱成像技术的冷鲜猪肉水分和脂肪含量同步快速检测
来源:导入 阅读量: 2 发表时间: 2026-02-09
作者: 王雅雯,贾晓蕾,何佳欣,刘玉玲,潘锦锋,董秀萍,韩 格,王慧慧,王明伟,李胜杰
关键词: 冷鲜猪肉;水分含量;脂肪含量;预测模型;无损检测
摘要:

本研究旨在开发一种基于可见-近红外(visible-near-infrared,VIS-NIR)/NIR高光谱成像技术快速检测冷鲜猪肉中水分和脂肪含量的方法。首先采用传统实验法测定128 个冷鲜猪肉(猪背最长肌)样本的水分和脂肪含量,并分别采集肉样VIS-NIR(388~1 045 nm)和NIR(930~1 710 nm)波段的高光谱数据,在此基础上对比分析3 种预测模型(偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1DCNN)、循环神经网络(recurrent neural network,RNN))、3 种光谱数据预处理方法(Savitzky-Golay(S-G)平滑、S-G一阶求导(S-G 1’)和S-G二阶求导(S-G 2’))及2 种特征波长提取方法(连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)和二维相关光谱)对预测模型精度的影响。结果表明:综合对比PLSR、1DCNN和RNN 3个模型并考虑模型稳定性,PLSR模型更加适用于冷鲜猪肉水分和脂肪含量预测模型的建立。在VIS-NIR和NIR波段下,原始数据建模精度优于3 种预处理方法(S-G平滑、S-G 1’、S-G 2’)。为简化流程,最终选用以NIR原始数据建立的模型。比较利用特征波长构建的PLSR模型与全波段PLSR模型,其预测效果有不同程度的降低,但差距很小。在NIR波段下,水分含量的最优预测模型为经S-G平滑预处理结合SPA筛选特征波长构建的PLSR模型,训练集决定系数为0.71,略优于全波段模型,说明特征波长的提取在一定情况下对模型构建有利。

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