מבין מוצרי בשר רבים, בקר מועדף על ידי מרבית הצרכנים בגלל תכולת החלבון הגבוה, שומן דל, ויטמין גבוה ומינרלים, העונה מאוד על הצרכים התזונתיים של אנשים מודרניים לבשר. ככל שקצב החיים של האנשים מאיץ, מוצרי בקר מבושלים מסורתיים הפכו לאוכל נפוץ בסופרמרקטים ובמעדנים, וגם נפח הביקוש והמכירות הולך וגובר. עם זאת, בחיים האמיתיים, מרבית הבקר המבושל שנמכר בשוק נמצא בכמויות גדולות, והוא עשיר בתכולת חלבון גבוהה ובמים גבוהים, כך שקל מאוד לגדל מיקרואורגניזמים ולגרום לו לקלקל במהלך אחסון בטמפרטורה נמוכה. לפיכך, בהתבסס על סטנדרטים ומערכות דירוג איכותיים של איכות בקר סבירים ויעילים, חיפוש שיטות גילוי דירוג בטיחות באיכות בקר אמינות הפך לעדיפות עליונה לכיוון הפיתוח של שוק הבקר.
תמונות היפרפרקטליות, המכונות גם היפר-צינורות, הן בלוקי נתונים תלת מימדיים (x, y, λ) המורכבים מסדרה של תמונות מרחביות דו ממדיות (x, y) באורך גל רציף λ. כפי שמוצג באיור שלהלן, מנקודת המבט של אורך הגל, נתוני תמונה היפרפרקטריים (x, y, λ) הם חסימת נתונים תלת מימדית המורכבת מתמונות דו ממדיות (x, y); מנקודת המבט של נתונים דו-ממדיים (x, y), HyperSpectral היא סדרה של עקומות ספקטרליות. העיקרון של שימוש בטכנולוגיית HSI לגילוי רעננות המזון מתייחס להבדל בספיגה, בהשתקפות, בפיזור, באנרגיה אלקטרומגנטית של האור ובמיקום הספקטרלי של שיא/שוקת ההרכב הכימי הפנימי ומאפיינים פיזיים חיצוניים של האובייקט כדי להיבדק, מה שמוביל למאפייני אות דיגיטליים שונים. לדוגמה, ערכי השיא והעמק (טביעות אצבעות ספקטרליות) של ספיגה באורכי גל שונים יכולים לייצג את התכונות הפיזיות של תרכובות שונות, כך שניתן להשיג ניתוח איכותי או כמותי של איכות המזון באמצעות ניתוח של מידע היפרספרטלי, כלומר, לא לא בדיקה הרסנית של איכות המזון.
(1) ה- ROI לדוגמא של TVC ומיצוי ספקטרום
עבור מדגם ה- TVC, תמונת החזר ה- ROI לשריר של 50 px × 50 px של שרירים של דגימת המשנה ההיפרספרקטלית לאחר שנבחר תיקון בשחור לבן. הנבחר
תמונת תת -משנה מבושלת של בשר בקר הייתה ממוצעת תחת ספקטרום ספציפי כדי להשיג את הממוצע הספקטרלי של כל מדגם תחת פס ספציפי. שלב זה יושם
ב- Software Envi 5.1, בעיקר דרך כלי החזר ה- ROI של תוכנת ENVI.
האיור שלהלן מציג את מיצוי אזור החזר ה- ROI של דגימת הבקר המבושלת של TVC ב- Envi5.1 ואת הערך הספקטרלי המתקבל.
(2) החזר ה- ROI לדוגמה של TVB-N ומיצוי ספקטרום
תהליך החילוץ אזור ROI זהה לזו של נתוני הדגימה של TVC בפסקה הקודמת. אזור החזר ה- ROI של 50 פיקסלים*50 פיקסלים מתקבל גם כדי לחזות את דגימת הבקר המבושלת של TVB-N. ניתן לראות כי ישנם הבדלים מסוימים בעקומות הספקטרליות של שתי הקבוצות של דגימות בקר מבושלות (ההערכה היא ששתי האצוות של מוצרי בקר מבושלים של דוקסיאנגקון נרכשו במרווח ארוך, שעשויים להיגרם על ידי זני בקר שונים) ו באופן דומה, שלב זה עבור מדגם הבקר המבושל TVB-N מיושם גם בתוכנה Envi5.1.
באיור שלהלן מציג TVB-N המוצא את אזור החזר ה- ROI ב- Envi5.1 וקבלת הערך הספקטרלי של הדגימה.
תוצאות עיבוד מראש ספקטרליות
המידע הספקטרלי של מדגם הבקר המבושל לחיזוי TVC הוערך מראש (בסדר החלקה של SG, נורמליזציה וקטורית ושינוי SNV). הספקטרום המקורי של המידע הספקטרלי ותוצאת העיבוד המקדים של הספקטרום מוצגים באיור שלהלן.
אותה שיטה לעיבוד מראש כמו זו המשמשת לדגימת הבקר המבושל לחיזוי TVC בפסקה הקודמת משמשת לעיבוד מראש של המידע הספקטרלי של הנתונים ההיפרספקטרליים של המדגם לחיזוי ערך TVB-N. הספקטרום המקורי והספקטרום לאחר עיבוד מקדים מוצגים באיור למטה:
הוקם מודל אימות צולב פי עשרה של רגרסיה וקטורית תמיכה (SVR) עבור הנתונים הספקטרליים לפני ואחרי עיבוד מראש. ביצועי הדגם מוצגים בטבלה ותוצאות הדוגמנות מוצגות באיור. שיטה זו מיושמת בתוכנת ניתוח נתונים רב -משתנים TheUnsCrambler x10.4. שיטת ה- SVR ומדדי ביצועי המודל שלה יוצגו בסעיף 4.1 ולא יתוארו בפירוט כאן.
כפי שניתן לראות מהטבלה, הביצועים של דגמי החיזוי של שני המדדים שהוקמו על ידי הספקטרום המעובד מראש השתפרו במידה מסוימת. מקדם מתאם הביצועים R של מודל החיזוי עבור TVC גדל ב -16 נקודות אחוז, ואילו מקדם המתאם לביצועים של מודל החיזוי עבור TVB-N גדל ב -9 נקודות אחוז. זה מאמת את ההכרח של עיבוד מקדים ספקטרלי, כך שהניתוח שלאחר מכן משתמש בנתונים המעובדים מראש.
סיכום ותפיסה
על מנת להשיג איתור מהיר ולא הרסני של הטריות של מוצרי בשר מבושלים, מאמר זה לוקח בקר מבושל כאובייקט המחקר ומשתמש בטכנולוגיית הדמיה היפרספקטראלית כדי ליצור מודל חיזוי לרעננות הבקר המבושל. נבדקו השינויים ברעננות הבקר המבושל במהלך האחסון והגורמים העיקריים המשפיעים על רעננות הבקר המבושל, ונקבעו ערך ה- TVC של האינדקס המיקרוביאלי וערך ה- TVB-N כימי הקשור אליו. מסקנות המחקר הספציפיות הן כדלקמן: האפשרות להשתמש בטכנולוגיית הדמיה היפרפרקטית כדי לאתר את הרעננות של בשר בקר מבושל, ונדונו מגמת השינוי של מדד הטריות TVC ו- TVB-N מעריכים TVC של בקר מבושל במהלך האחסון; הביצועים של מודל החיזוי SVR (באמצעות אימות צולב פי עשרה) שנבנה לפני ואחרי הושווה עיבוד מקדים של נתונים ספקטרליים, ולמודל החיזוי שנבנה עם מערך הנתונים המעובד מראש היה ביצועים טובים יותר; שיטת חלוקת הגדרת הדגימה נבדקה. מערך האימונים ומערכת הבדיקה שנוצרו בשיטות חלוקת מדגם שונות נערכו וניתחו, ולבסוף נבחרו מערך האימונים ומערכת הבדיקה המחולקת בשיטת חלוקת SPXY.
