专利名称：肉类质量检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种肉类质量检测仪。
背景技术：
近年来，公共卫生突发事件严重威胁国民健康，因此，卫生检验，尤其是对猪肉、羊 肉、牛肉等肉类的质量检测引起了高度重视。目前，肉类质量的检测技术有感官检测、微生 物检测及理化检测等。感官检测依赖检测人员的感官来判断肉的新鲜程度，因此，对检测人 员能力要求较高，必须是经过系统培训和长期实践的人才能胜任，且受主观因素影响较多， 检测人员的个体感官差异直接影响检测结果的准确性。微生物检测和理化检测需要依赖一 系列化学装置来完成，过程复杂、检测时间长、设备昂贵，不能快速进行现场实时检测。
实用新型内容鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于解决现有技术的缺 陷，提供一种高精度的肉类质量检测仪。一种肉类质量检测仪，其特征在于，所述肉类质量检测仪包括一采集肉类样品脂 肪组织图像的图像采集装置、一照射所述肉类样品的近红外光源、一解析所述样品的近红 外光谱以获取所述肉类样品的结构组成数据的光谱分析装置及一处理器，所述处理器包括 一提取所述脂肪组织图像中的培养基的图像处理器、一获取所述培养基中的细菌菌斑的总 面积与培养基面积的比值的特征值提取器、一对所述特征值提取模块获取的比值和所述肉 类样品的结构组成数据进行融合处理以得到一实际输出值的数据融合处理�？椋雠嘌� 基是所述脂肪组织图像中的一固定区域，该固定区域仅包括所述肉类样品的脂肪组织图 像，所述实际输出值表征所述肉类样品的质量。根据本实用新型的技术构思，所述图像采集装置为一显微镜。根据本实用新型的技术构思，所述图像处理器包括一提取所述肉类样品脂肪组织 图像中的绿色通道并将提取的图像转换为8位灰度图像的图像转换单元、一通过霍夫变换 法从所述灰度图像中提取培养基的培养基提取单元、及一增强所述培养基所在图像对比度 的图像增强单元。根据本实用新型的技术构思，所述培养基是在所述灰度图像中提取的一圆形区 域，所述圆形区域的半径为整个灰度图像的宽度的三分之一到二分之一之间，所述圆形区 域的半径处于所述灰度图像的一圆内，该圆的圆心为所述灰度图像中心，半径为整个灰度 图像的宽度的六分之一。根据本实用新型的技术构思，所述特征提取器包括一检测所述培养基所在图像各 像素的灰度值以及所检测像素的位置的像素检测单元、一根据检测到的像素的灰度值进行 累加的第一累加器、一根据检测到的像素的位置进行累加的第二累加器、及一计算所述第 一、第二累加器的累加值的比值的运算单元，所述第一、第二累加器的累加值的比值为所述 菌斑总面积与所述培养基面积的比值。[0009]根据本实用新型的技术构思，所述肉类质量检测仪还包括一用中红外光一照射所 述肉类样品以得到所述肉类样品的各组成成分的含量数据的中红外光源，所述实际输出值 是肉对所述细菌菌斑的总面积与培养基面积的比值、所述肉类样品的结构组成数据、以及 所述肉类样品的各组成成分的含量数据的融合处理结果。根据本实用新型的技术构思，所述肉类质量检测仪还包括一显示所述实际输出值 的显示器。本实用新型的有益效果为所述肉类质量检测仪通过所述图像采集装置采集肉 类样品的脂肪组织图像并从所述图像中提取培养基，通过所述处理器获取所述培养基中的 细菌菌斑的总面积与培养基面积的比值作为分析待检测肉的质量的第一特征值，避免了由 于菌斑大小不一所造成的数据偏差，且通过所述近红外光源和光谱分析装置得到所述样品 的近红外光谱以获取所述肉类样品的结构组成数据作为分析待检测肉质量的第二特征值， 通过所述处理器对所述第一、第二特征值进行数据融合处理来输出表征待检测肉质量的数 据，可快速、准确检测肉类质量，且检测结构和过程简单。
图1为本实用新型肉类质量检测仪较佳实施方式的方框图。图2A-2D为分别为样品在腐败0小时、6小时、12小时和M小时的培养基图像。图3为图1中数据融合处理器的神经网络单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。请参考图1，本实用新型肉类质量检测仪的较佳实施方式包括一图像采集装置 10、一近红外光源20、一光谱分析装置30、一处理器40及一显示器50，所述处理器40包括 一图像处理器41、一特征值提取器42及一数据融合处理器43，所述图像处理器41包括一 图像转换单元412、一培养基提取单元414及一图像增强单元416。所述处理器40可为处 理芯片，并与所述图像采集装置10、近红外光源20、光谱分析装置30及显示器50封装在一 起，所述处理器40也可为一独立放置的计算机。请继续参考图2A-2D，所述图像采集装置10为一用于采集待检测肉样品脂肪组织 图像的CCD (Charge-coupled Device，电荷耦合元件)显微镜，所述脂肪组织中含有表征所 述待检测肉的质量指标，即生长在所述待检测肉的细菌的菌斑。具体操作时，可用消毒的手 术刀在待检测肉的脂肪组织中提取长2厘米、宽1厘米、厚2毫米的样品，将提取的样品放 置在载玻片上，再将载玻片放置在所述CCD显微镜的载物台上，调整载物台的位置，并对所 述CXD显微镜设置一合适的放大系数，如100倍，由所述CXD显微镜对样品进行拍摄，以得 到所述脂肪组织的RGB (红色通道、绿色通道、蓝色通道)图像。由于图像的绿色通道可以很好的反应脂肪组织中的细菌菌斑，所述图像转换单元 412提取所述RGB图像中的绿色通道，并将提取的只有绿色通道的图像转换为8位的灰度图 像，所述灰度图像中的物体还包括培养皿，即所述载玻片。所述培养基提取单元414通过霍夫变换法从所述灰度图像中提取培养基，所述培 养基是在所述灰度图像中的一圆形区域，所述培养基是只包括脂肪组织，而不包括所述培养皿的图像区域。根据培养皿、培养基在整个图像中所占的位置，设定如果通过霍夫变换检 测到的圆的半径为整个灰度图像的宽度的三分之一到二分之一之间，且圆心处于以所述灰 度图像中心为圆心半径为整个灰度图像的宽度的六分之一的圆内时，所检测到的圆为有效 圆，提取有效圆中半径最小的圆的区域作为所述培养基。在其他实施方式中，也可通过霍夫 变换检测所述灰度图像中的椭圆形区域作为所述培养基，通过霍夫变换在图像中检测圆和 椭圆是图像处理的公知技术，在此不再赘述。所述图像增强单元416利用直方图均衡变换法对所述培养基所在的图像进行增 强图像对比度的处理，并将增强了对比度之后的具有培养基的图像传送至所述特征值提取 器42，所述增强了对比度之后的图像如图2A-2D所示，图2A-2D中的圆形区域为培养基，分 散在培养基中的斑点为细菌菌斑。所述特征值提取器42通过检测增强了对比度之后的图像获得表征样品新鲜度的 一第一特征值，由于细菌菌群是以菌斑的形式分散在培养基上的，且菌斑的大小不一，因 此，所述特征值提取�？�30通过计算所述培养基中的菌斑的面积来得到所述第一特征值， 所述第一特征值是所述培养基中所有菌斑的总面积与整个培养基的面积的比值。本实施方 式中，所述特征值提取器42是统计培养基菌斑的像素的数量来得到所有菌斑的总面积的， 所述特征值提取器42包括一像素检测单元、一第一累加器、一第二累加器及一运算单元， 所述像素检测单元检测增强了对比度之后的图像各像素的灰度值以及所检测像素在该图 像中的位置，如图2A-2D所示，图像中的黑色斑点表示细菌菌斑，由于图像中黑色像素的灰 度值为0，当所述像素检测单元检测到一像素的灰度值为时，所述第一累加器加1，当检测 到一像素位于所述培养基中时，所述第二累加器加1，所述运算单元计算所述第一、第二累 加器的累加值的比值，即菌斑总面积与所述培养基面积的比值，该比值作为所述第一特征 值，比值越大，说明样品的腐败程度越深，如图2A-2D所示，分别为样品在腐败0小时、6小 时、12小时和M小时的培养基，其中菌斑面积与培养基面积的比值随着腐败程度的增加而 增大。所述红外光源20和光谱分析装置30配合检测所述样品的一第二特征值，所述第 二特征值包括所述样品的结构组成数据。所述近红外光源20照射所述样品，所述光谱分析 装置30采集所述样品的近红外光谱，并通过解析所述样品的近红外光谱来分析肉品的结 构组成，作为判断肉品新鲜度的基础。如下表(肉品含氢基团合频与各级倍频吸收带成分 构成表)所示，由于近红外光谱区与有机分子中含氢基团振动的合频和各级倍频的吸收区 一致，样品的结构组成和近红外光谱之间有一定的函数关系，通过扫描样品的近红外光谱， 并根据所述样品的结构组成和近红外光谱之间的函数关系，利用化学计量方法得到样品中 有机分子含氢基团的特征信息，由于肉类的成分(如蛋白质、水、多层生物组织、蛋白质分 解等)大多由这些含氢基团构成，因此通过解析所述样品的近红外光谱可得到待检测肉品 的结构组成数据。
权利要求1.一种肉类质量检测仪，其特征在于，所述肉类质量检测仪包括一采集肉类样品脂肪 组织图像的图像采集装置、一照射所述肉类样品的近红外光源、一解析所述样品的近红外 光谱以获取所述肉类样品的结构组成数据的光谱分析装置及一连接至所述光谱分析装置 并输出表征所述肉类样品的质量的一实际输出值的处理器。
2.如权利要求1所述的肉类质量检测仪，其特征在于，所述图像采集装置为一显微镜。
3.如权利要求1所述的肉类质量检测仪，其特征在于，所述肉类质量检测仪还包括一 用中红外光一照射所述肉类样品以得到所述肉类样品的各组成成分的含量数据的中红外 光源。
4.如权利要求1所述的肉类质量检测仪，其特征在于，所述肉类质量检测仪还包括一 显示所述实际输出值的显示器。
专利摘要一种肉类质量检测仪，包括一采集肉类样品脂肪组织图像的图像采集装置、一照射样品的近红外光源、一解析样品的近红外光谱以获取样品的结构组成数据的光谱分析装置及一处理器，所述处理器包括一提取脂肪组织图像中的培养基的图像处理器、一获取培养基中的细菌菌斑的总面积与培养基面积的比值的特征值提取器、一对特征值提取模块获取的比值和所述肉类样品的结构组成数据进行融合处理以得到一实际输出值的数据融合处理�？椋雠嘌撬鲋咀橹枷裰械囊还潭ㄇ颍霉潭ㄇ蚪霭ㄑ返闹咀橹枷瘢鍪导适涑鲋当碚魉鋈饫嘌返闹柿�。所述肉类质量检测仪可快速、准确检测肉类质量，且结构简单。
文档编号G01N21/35GK201885969SQ20102053490
公开日2011年6月29日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者付扬, 毕松, 肖红兵, 薛红, 郭培源, 郭歌, 陈天华, 陈岩 申请人:北京工商大学
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