基于机械特性和视觉特征融合的即食海参新鲜度检测方法研究.pdf

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1、摘要摘要即食海参因其独特的结构特性，在自然环境中放置时，极易发生腐败，不仅造成食用品质下降，甚至会引发食品安全问题，因此，检测新鲜度具有重要的意义。目前常用的方法有感官检测法和理化检测法，感官检测受主观因素影响较大，理化检测法过程繁琐，耗时较长，且需要专用分析仪器。针对这些问题，本文从机械特性和视觉特征层面对海参新鲜度进行研究，并用模糊神经网络方法，构建新鲜度评鉴模型，实现海参新鲜度等级的自动分级。主要研究内容如下：1.设计了机械特性检测装置。用Solidworks完成了该装置三维模型，选取合适电机及控制卡，组建运动单元

2、，实现海参机械特性检测；构建数据处理单元，测量检测过程中海参作用在探头上的力；编写了装置控制软件，为检测即食海参机械特性提供设备基础。2.进行扫描电镜试验，分析了即食海参内部组织结构随新鲜度的变化规律，在机理层面验证了新鲜度与机械特性的相关性。利用机械特性检测装置对即食海参进行检测，得到力学特性曲线，通过对不同新鲜度即食海参的力学特性曲线进行分析，提取最大压力值FN，弹性能W和计数比P作为表征新鲜度的特征值。3.对不同新鲜度即食海参图像进行分析，得到体壁纹理特征随新鲜度的变化规律。构建机器视觉系统，采集海参图像，利用灰度

3、化、中值滤波方法完成图像预处理；建立灰度梯度共生矩阵，提取纹理特征值，用主成分分析方法对纹理数据降维，提取前两个反映海参纹理信息的主成份。4.基于机械特性和纹理特征，分别构建即食海参新鲜度评判模型，模型判别正确率为76.2%和73.9%。在分析模型输出结果基础上，提出改进的网络结构，构建以机械特性和视觉特征共同作为输入的模型，判别正确率达94.04%。关键词：即食海参，新鲜度，机械特性，视觉特征，数据融合IAbstractAbstractBecauseoftheuniquephysicalstructure,instan

4、tseacucumberisextremelyeasytospoilduringthestorageprocessinthenaturalenvironment,corruptionofinstantseacucumbernotonlyreduceitsquality,butalsocausefoodsafetyproblems.Soithasagreatsignificancetodetectionthefreshnessofinstantseacucumber.Currently,therearegenerallyt

5、wowaystodetectfoodsfreshness,suchassensorydetection,physicalandchemicaldetection.Theresultofsensorydetectioniseasytoinfluencebysubjectivefactors.Physicalandchemicaldetectionalsohassomedisadvantages,suchastediousdetectionprocess,moretime-consuming,andneeddedicated

6、analyticalinstruments.Inthepresentstudy,torealizetheautomationdivisionoffreshnessofseacucumber,assessmentmodelwasbuildthroughFuzzyNeuralNetworkbasedonthetactileandvisionfeaturescharacteristic.Themainresearchcontentswereasfollows:1.Amechanicalpropertiesdetectionde

7、vicewasdesigned.The3DmodelingofthisdevicewasconstructedbySolidworks.Toachievetheactionofcontactseacucumber,motorunitwasbuildthroughselectingtheappropriatemotorandcontrolcard.Tomeasurethepressurethatseacucumberforcesontheproperandremovetheinterferencedataduringthe

8、contactedprogress,dataprocessingunitwasbuild.Intheend,thecontrolsoftwareofthisdevicewasprogrammed.2.Byscanningelectronmicroscopyexperiments,theregularityofinte