可见-近红外光谱成像法快速检测猪肉新鲜度#汪希伟1，赵茂程1，居荣华2，陈湘来3**510152025303540（1.南京林业大学机械电子工程学院，南京210037；2.南京食品包装机械研究所，南京210029；3.南京雨润肉品有限公司，南京210041）摘要：为实现鲜猪肉新鲜度快速无损检测，从可见－近红外光谱图像提取针对鲜猪肉挥发性盐基氮（TVB-N）含量的特征波段。原始光谱为经反射率校正后的光谱图像中肌肉区域的均值光谱。经标准偏差归一化方法（SNV）预处理后，建立光谱和TVB-N含量的偏最小二乘回归（PLSR）模型。提出通过加权回归系数峰值波段组合建模性能分析算法，提取最佳特征波长组。试验结果表明，基于570，595，610，700，760，880及910nm特征波长组建立的偏最小二乘回归模型对TVB-N含量预测效果最佳，“留一法”交互验证确定系数（R2cv）与均方根误差（RMSEcv）分别为0.88和2.05mg/100g。该特征波长提取方法尤其适用于电调制滤镜类成像光谱采集系统的高效特征光谱提取。关键词：特征波长提取；光谱降维；偏最小二乘回归；挥发性盐基氮；猪肉中图分类号：O657.33RapidEstimationofPorkFreshnessusingVisibleandNear-infraredSpectralImagingWANGXiwei1,ZHAOMaocheng1,JURonghua2,CHENXianglai3(1.MechanicalandElectronicEngineeringSchool,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037;2.NanjingInstituteofFoodPackagingMachinery;3.NanjingYurunMeatCo.Ltd,Nanjing210041)Abstract:Inordertorealizetherapidandnon-destructiveevaluationofthefreshnessofpork,featurewavelengthsfortotalvolatilebasicnitrogen(TVB-N)wereselectedfromthevisible/nearinfraredspectralimages.Therawspectraweregeneratedfromthemeanspectraofthemuscleregionfromthereflectancecalibratedspectralimages.Afterthestandardnormalvariate(SNV)preprocess,thespectracoupledwithTVB-Nreferencesweresubjectedtoapartialleastsquareregression(PLSR).Awavelengthsselectionalgorithmwasintroducedthatreliesontheevaluationofthemodelingonthecombinationsofthelocalpeaksofweightedregressioncoefficients.TheresultsshowedthattheoptimalwavelengthsforthepredictionofTVB-NbasedonPLSRmodelingare570，595，610，700，760，880，and910nm.Thecoefficientofdetermination(R2)andtherootmeansquareerror(RMSE)forleave-one-out(LOO)crossvalidationwere0.88and2.05mg/100g,respectively.Thealgorithmisaptfortheefficientwavelengthselectionespeciallyfromthespectralimagesacquiredusingelectronicallytunablefilter-basedimagingspectroscopies.Keywords:featurewavelengthsselection;spectraldimensionalityreduction;partialleastsquareregression;totalvolatilebasicnitrogen;pork0引言鲜猪肉从生产到消费在内源性生物酶与外源性微生物及贮藏环境条件的共同作用下不基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20103204110006）；江苏省科技支撑计划基金资助课题（BE2011396）；江苏省研究生创新工程基金资助课题（2011039）作者简介：汪希伟（1978-），男，讲师，农林对象无损检测方法与系统通信联系人：赵茂程（1966-），男，教授，检测系统与方法研究.mczhao@njfu.edu.cn-1-可避免地发生不同程度的腐败变化。鲜肉的腐败对贮存时间和贮存条件十分敏感，而传统理化检测耗时、费力、对样本具有破坏性，人工检测又易受检验员主观性影响[1]，无法满足市场监督中快速无损的检测要求。挥发性盐基氮（TVB-N）含量是我国国家标准[2]界定畜455055606570肉新鲜度等级的重要理化指标依据，近年来新兴检测技术不断尝试对其进行快速检测，在一定程度上满足了要求，但在易用性、客观性、快速性、以及非破坏性等方面仍存在一定的局限。例如光谱技术检测猪肉新鲜度往往需要检测对象为搅拌均匀的肉糜或人工为其选择瘦肉部位采样点[3,4]；而电子鼻检测受到环境湿度影响及对于次鲜肉与腐败肉分辨率不高的局限[5]。成像光谱技术融合了图像处理技术与光谱检测技术，所提供的光谱图像兼具图像信息与光谱信息，具有...