一种包装生鲜食品高光谱检测方法及系统与流程

本发明涉及高光谱检测，尤其是指一种包装生鲜食品高光谱检测方法及系统。

背景技术：

1、伴随着我国经济的快速发展和生活水平的提高，国民对高品质生鲜食品需求不断增加。但由于加工储运、监管等因素导致的食品安全问题严重冲击着我国生鲜食品行业发展及国际贸易。因此，生鲜食品检测与控制已成为保障行业发展和食品安全的重要工作。生鲜食品检测方法主要有依赖感官评价方法和理化指标抽样化验方法，其中，感官评价方法缺乏定量的判定依据，而理化指标抽样化验方法结果准确，但无法实现实时无损检测与质量监控。

2、高光谱成像技术是一种新型的无损检测技术，能够实现生鲜食品品质的无损检测。目前绝大多数的生鲜食品，尤其是高端生鲜食品及进口生鲜食品均采用气调、真空等技术进行包装后进行储运和销售，现有的高光谱检测技术无法在不破坏包装的前提下，对内装生鲜食品的品质参数进行检测。因此在现有技术条件下，无论是采用理化指标抽样化验方法还是高光谱检测方法，采购销售部门、市场监督管理部门及海关检疫部门必须打开包装，而产品的包装一旦破坏，包装内的储藏环境便发生变化，使得产品无法得到有效的保护。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中必须打开食品包装才能进行食品检测的问题，提供一种包装生鲜食品高光谱检测方法及系统，在不破坏包装的前提下，采用高光谱成像技术对内装生鲜食品的关键品质参数进行无损检测。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种包装生鲜食品高光谱检测方法，该方法包括以下步骤：

3、步骤s1：利用光源照射包装生鲜食品，构建生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型；

4、步骤s2：根据所述生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型，获得生鲜食品真实反射率；

5、步骤s3：根据所述生鲜食品真实反射率，得到生鲜食品品质参数。

6、在本发明的一个实施例中，构建生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型的具体方法如下：

7、步骤s11：采用透射模式获取不同包装薄膜的直射透射率tb、总透射率ttot和散射率s，采用反射模式获取包装薄膜的一次反射率rf；

8、步骤s12：根据获得的直射透射率tb、总透射率ttot、散射率s和反射率rf，建立不同包装薄膜光谱传输参数的数据库；

9、步骤s13：根据所述不同包装薄膜传输参数的数据库，得到生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型。

10、在本发明的一个实施例中，所述生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型分为以下两种：

11、当内装食品与包装薄膜接触时，所述生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型用公式表示如下：

12、

13、式中，rbp为经过包装传输叠加后的表观反射率，rb为生鲜食品真实反射率，tf为直接投射率；

14、当内装食品与包装薄膜无接触时，所述生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型用公式表示如下：

15、

16、式中，a(h)＝βh2+γh是关于顶空高度的函数，散射率s(h)＝ηh2+θh+ζ也是关于顶空高度的函数，β、γ、η、θ、ζ均为用于函数拟合的超参数。

17、在本发明的一个实施例中，总透射率ttot、一次反射率rf和散射率s满足关系式ttot+rf+s＝1。

18、在本发明的一个实施例中，直射透射率tb、总透射率ttot和散射率s的测量方法为：通过光源照射包装薄膜产生不同光线，所述光线经由光纤探头传输给光纤光谱仪进行分析得到直射透射率tb、总透射率ttot和散射率s。

19、在本发明的一个实施例中，总透射率ttot是使用积分球进行测量的。

20、在本发明的一个实施例中，所述生鲜食品品质参数包括：ph值、tvb-n值和菌落总数。

21、基于同一发明构思，本发明还提供一种包装生鲜食品高光谱检测系统，包括以下模块：

22、生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系获取模块，用于利用光源照射包装生鲜食品，构建生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型；

23、生鲜食品真实反射率获取模块，用于所述生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型，获得生鲜食品真实反射率；

24、生鲜食品品质参数获取模块，用于根据所述生鲜食品真实反射率，得到生鲜食品品质参数。

25、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述包装生鲜食品高光谱检测方法。

26、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述包装生鲜食品高光谱检测方法。

27、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

28、本发明所述的包装生鲜食品高光谱检测方法及系统通过分析不同包装形式下光线消散的过程，提出了生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系，通过此关系式可通过包装生鲜食品的表观反射率计算生鲜食品真实反射率，进而分析生鲜食品品质参数，解决了现有技术中必须破坏包装才能测量内装生鲜食品的关键品质参数的问题。

技术特征：

1.一种包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于：总透射率ttot、一次反射率rf和散射率s满足关系式ttot+rf+s＝1。

5.根据权利要求4所述的包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于：直射透射率tb、总透射率ttot和散射率s的测量方法为：通过光源照射包装薄膜产生不同光线，所述光线经由光纤探头传输给光纤光谱仪进行分析得到直射透射率tb、总透射率ttot和散射率s。

6.根据权利要求5所述的包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于：总透射率ttot是使用积分球进行测量的。

7.根据权利要求1所述的包装生鲜食品高光谱检测方法，其特征在于：所述生鲜食品品质参数包括：ph值、tvb-n值和菌落总数。

8.一种包装生鲜食品高光谱检测系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述包装生鲜食品高光谱检测方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述包装生鲜食品高光谱检测方法。

技术总结
本发明涉及一种包装生鲜食品高光谱检测方法及系统，该方法步骤为：步骤S1：利用光源照射包装生鲜食品，构建生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型；步骤S2：根据所述生鲜食品真实反射率和经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系模型，获得生鲜食品真实反射率；步骤S3：根据所述生鲜食品真实反射率，得到生鲜食品品质参数。本发明为了消除包装对光谱的影响，通过分析不同包装形式下光线消散的过程，挖掘生鲜食品真实反射率与经过包装传输叠加后的表观反射率之间的关系，解决了现有技术中必须破坏包装才能准确测量出内装生鲜食品的关键品质参数的问题。

技术研发人员：潘嘹,张文祥,陶文寅,陈曦,严生
受保护的技术使用者：苏州慕戴智能装备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15