“十五”期間農畜産品品質快速無損檢測技術研究取得重要進展,863計劃研究開發了農畜産品快速無損及在線檢測技術和設備,為我國食品在線檢測裝備的生産上新臺階提供了技術支持。
(1)研究了多技術信息融合理論和最優融合層面選擇原則,首次研製了一套基於計算機視覺、電子鼻和近紅外光譜三技術融合的水果無損檢測系統。
利用計算機視覺、電子鼻和近紅外光譜的檢測的無損、簡便、數字化、人工智慧等共同點和三種不同類型傳感器的信息相互性,在不同融合層面上引入小波分析、偏最小二乘法、獨立分量分析等先進的數學方法和遺傳神經網絡、遺傳特徵參數法、遺傳偏最小二乘法、支持向量機等模式識別理論,建立了多個高精度的非線性識別模型。將研製的三技術融合檢測系統與蘋果的近紅外光譜、外觀、氣味信息融合起來,提高了蘋果糖酸度無損檢測預測精度,對蘋果品質進行了較為全面的評價,並建立了山東棲霞水晶紅富士蘋果的全面品質信息數據庫。
另外,開發了三個攝像裝置同步在線的水果品質檢測系統。信息的全面獲取有較大創新,輸送流水線滾子自轉帶動蘋果一邊前行一邊自轉,使得蘋果外觀信息全面地、無遺漏地被展示在攝像頭視野下並被獲取;三攝像頭同步拍攝的方式尚未見報道。對同一蘋果的9幅圖像直接處理,而不是採用三維重構,大大提高了檢測速度;將時間作為開發算法軟體第一考慮因素,採用統計方法提取蘋果的大小、形狀特徵值;用邏輯判別方法提取蘋果的缺陷特徵值,不但優化檢測軟體,而且提高了檢測速度和精度,從而保證了單列5個/秒以上的處理速度。
(2)建立了基於國家標準的計算機視覺和近紅外光譜牛胴體質量等級檢測硬體系統和牛肉品質檢測方法,開發了能檢測大理石花紋、生理成熟度、肉色、脂肪色和嫩度等級的軟體系統。背長肌的提取和棘突圖像的提取軟體,與目前國內外常規方法相比,不論在分割效果上還是速度上都有很大進步。
(3)首次開發了近紅外便攜式蘋果水心病檢測儀,採用了多光源、雙波長檢測法和多檢測器技術,提高了儀器的穩定性;採用了特製的短波近紅外光源,光程和體積可調的樣品池,開發了近紅外穀物品質分析儀。
(4)利用圖像處理技術來評定豬肉等級的應用在國際上還處於起步階段,並沒有十分準確完善的評定系統,國內目前還不存在類似系統,國外僅有德國有此系統,但其適用範圍十分有限。本研究開發了利用圖像處理技術評定豬肉等級系統,與傳統評定方法比較具有效率高、準確性高、不污染肉樣和定級後還可以進行復查等優點。
(5)採用軟X射線成像技術應用於食品異物檢測。該技術是一項新的檢測技術,是以輻射成像技術為核心,集電子技術、計算機技術、信息處理技術、控制技術和精密機械技術于一體的新技術。開發了一套X射線成像與檢測裝置系統,可用於食品異物的檢測以及水果內部品質的檢測。