本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

在肉類(lèi)工業(yè)中，肉品的品質(zhì)鑒別或分類(lèi)是質(zhì)量控制的一個(gè)至關(guān)重要的階段。然而，在肉類(lèi)工業(yè)中，品質(zhì)分類(lèi)和控制主要采用人工辨別，這種主觀方法需要大量勞動(dòng)力、成本高。因此，現(xiàn)代肉品工業(yè)需要尋求快速準(zhǔn)確和無(wú)損的方法用于肉品品質(zhì)的快速鑒別。高光譜成像技術(shù)是一種新興、無(wú)損、可靠的技術(shù)，它結(jié)合了計(jì)算機(jī)視覺(jué)與傳統(tǒng)光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。因此，應(yīng)用高光譜成像技術(shù)進(jìn)行肉類(lèi)品質(zhì)分級(jí)引起了科研人員的重視。
 
雞肉能提供豐富的蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和微量元素，是人們?nèi)粘Ｉ钪幸环N非常重要的肉類(lèi)食品。雞肉的品質(zhì)優(yōu)劣受到諸多因素的影響，如品種、性別、飼養(yǎng)方式和飼養(yǎng)水平。又根據(jù)養(yǎng)殖方式和飼養(yǎng)水平，雞的種類(lèi)可以分為放養(yǎng)土雞和普通肉雞。放養(yǎng)土雞是指那些放養(yǎng)在山林或果園中，養(yǎng)殖周期在6個(gè)月以上的雞品種99。相反，普通肉雞，又稱(chēng)為商品雞，是指進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化養(yǎng)殖且養(yǎng)殖周期較短(一般只有3個(gè)月)的雞品種1991。與普通肉雞對(duì)比，放養(yǎng)土雞有其特殊優(yōu)勢(shì)，比如具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、較高的疾病抵抗力和較好的繁殖能力。此外，在肉質(zhì)上，放養(yǎng)土雞的肉質(zhì)更美味、更富有營(yíng)養(yǎng)，因而市場(chǎng)售價(jià)也往往更高。由于放養(yǎng)土雞對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)價(jià)值更高，因此快速準(zhǔn)確的鑒別放養(yǎng)土雞與普通肉雞對(duì)肉類(lèi)工業(yè)進(jìn)行雞肉定價(jià)、身份驗(yàn)證和種類(lèi)區(qū)分有著重要意義。然而，目前還沒(méi)有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道將高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于區(qū)分放養(yǎng)土雞與普通肉雞。因此，本研究的目的是融合高光譜圖像的特征光譜數(shù)據(jù)與紋理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)放養(yǎng)土雞與普通肉雞的快速鑒別。

試驗(yàn)材料購(gòu)買(mǎi)與處理

本試驗(yàn)材料為四種不同類(lèi)型的雞胴體(清遠(yuǎn)土雞、湛江土雞、普通清遠(yuǎn)雞和普通湛江雞),每只全量約為1.5kg,均購(gòu)于廣州市番禺區(qū)新造鎮(zhèn)菜市場(chǎng)，每種類(lèi)型雞胴體數(shù)量
為4。為了更清晰地進(jìn)行闡述，將這四種類(lèi)型的雞胴體分別命名為土雞1號(hào)，土雞2號(hào)，普通肉雞1號(hào)和普通肉雞2號(hào)。在屠宰后，所有新鮮雞胴體需立即進(jìn)行打包、貼上標(biāo)簽、運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室。采用手術(shù)刀將新鮮雞胸脯肉從胴體中剔除出來(lái)并切成厚度為1厘米的肉片。
 
結(jié)果，一種獲得了120個(gè)肉片樣本，然后進(jìn)行高光譜圖像的獲取。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析前，試驗(yàn)樣本需劃分為兩個(gè)子集：校正集和預(yù)測(cè)集。采用隨機(jī)采樣的原則隨機(jī)選取三分之一(40個(gè))樣本作為預(yù)測(cè)集，剩余的80個(gè)樣本作為校正集。校正集是用于建立一個(gè)校正模型而預(yù)測(cè)集是用于驗(yàn)證所建模型的穩(wěn)健性。
 

土雞與普通肉雞的光譜特征曲線

圖展示不同類(lèi)型土雞與普通肉雞在400-1000 nm范圍內(nèi)的MSC平均光譜曲線。從圖可以看出四種雞肉光譜曲線的大致趨勢(shì)是相似的。然而，光譜吸光度值的變化程度是有些不同的，一方面也許是因?yàn)槿馄穸炔痪鶆蚧蛘弑砻娌痪鶆蜃兓鸬墓馍⑸?，另一方面也可能與肌肉的生物化學(xué)特性和質(zhì)構(gòu)特性有關(guān)。如圖所示，6個(gè)主要的吸收波段主要出現(xiàn)在430nm,510nm,550nm,620nm,730nm和970nm附近。具體地，970nm左右的吸收波段主要是水分子中O-H鍵的二級(jí)倍頻吸收帶,而730 nm左右的弱吸收波段主要與水分子中O-H鍵的三級(jí)倍頻吸收帶有關(guān)。此外，550 nm左右的吸收波段主要與肌紅蛋白和血紅蛋白中血紅素吸收有關(guān),而510nm和620 nm附近吸收波段則與高鐵肌紅蛋白和高鐵血紅蛋白中氧化血紅素吸收有關(guān)。