[发明专利]一种基于高光谱成像技术的鱼蛋白质含量分布检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及蛋白质含量检测领域，具体涉及一种基于高光谱成像技术的鱼蛋白质含量分布检测方法。

背景技术

高光谱成像技术是一种将光谱和图像处理技术集成为一体，同时具备光谱和图像的特点，并可以将检测尺度精确至纳米级，由于具备这些优点，现有技术中，高光谱成像技术已广泛应用于农业、食品、石油化工、制药、饲料等多个行业，尤其是在农产品生命信息快速检测研究中具有很大的应用潜力。

蛋白质是鱼的重要组成部分，可为人体提供必需的氨基酸，是一种富含热能的营养素，能够作为人体热能的主要来源。通过对鱼蛋白质含量进行检测分析，可以实现对鱼的生长状况的检测以及连续监测，对于提高鱼的产量和质量具有重要意义。

传统的鱼蛋白质含量检测依据食品安全国家标准GB 5009.5-2010来进行，按照这一方法虽然能够获得比较可靠的测量结果，但是费时费力，不仅消耗的溶剂量大，对环境污染严重，且需要专用的仪器，使用较为不便，最终获得的结果也只能获得鱼蛋白质含量的平均状况，而不能获得鱼蛋白质含量的分布情况。

申请公开号为CN 101881729A的发明公开了一种预测狭鳕鱼糜蛋白质和蛋白质含量的方法，包括以下步骤：a-1、利用近红外光谱仪分别采集若干个狭鳕鱼糜样品的近红外光谱反射率，从而分别得到若干个狭鳕鱼糜样品蛋白质和蛋白质含量的近红外光谱谱图；分别测定若干个狭鳕鱼糜样品的蛋白质和蛋白质含量，从而分别得到若干个狭鳕鱼糜样品的蛋白质和蛋白质含量测定值；通过NIRCal5.2近红外分析软件将若干个狭鳕鱼糜样品的蛋白质及蛋白质含量的测定值分别和对应狭鳕鱼糜样品的蛋白质及蛋白质的近红外光谱谱图拟合，得到狭鳕鱼糜蛋白质及蛋白质含量的标准曲线；b、利用近红外光谱仪采集狭鳕鱼糜的近红外光谱反射率，从而得到狭鳕鱼糜蛋白质和蛋白质含量的近红外光谱谱图；c、用NIRCal5.2近红外分析软件调用a步骤得到的狭鳕鱼糜蛋白质及蛋白质含量的标准曲线，对b步骤得到的狭鳕鱼糜蛋白质和蛋白质含量的近红外光谱谱图进行分析，从而得到狭鳕鱼糜的蛋白质和蛋白质含量的预测值。

利用该发明提供的方法也仅能获取蛋白质以及蛋白质的平均含量，而不能获得分布，因此，需要提供一种能够快速检测鱼蛋白质含量分布的检测方法。

发明内容

本发明提供了一种基于高光谱成像技术的鱼蛋白质含量分布检测方法，检测精度高，检测时间短，不仅减少了环境污染，也在一定程度上降低了检测成本。

一种基于高光谱成像技术的鱼蛋白质含量分布检测方法，包括以下步骤：

（1）采集待测鱼在十一个特征波长处的单波段光谱图像；所述十一个特征波长分别为951nm、999nm、1038nm、1110nm、1144nm、1167nm、1210nm、1229nm、1383nm、1555nm、1632nm；

（2）依据单波段光谱图像的灰度值与反射率的线性关系，将步骤（1）中的单波段光谱图像转化为反射率图像；

（3）依据下式计算得到鱼的反射率图像中每个像素点所对应的鱼蛋白质含量；

Y=-99.759X₁+106.335X₂-181.41X₃+240.536X₄-257.751X₅+87.086X₆-69.975X₇+98.719X₈+89.372X₉-107.609X₁₀+81.578X₁₁+26.843

式中：X_a代表a nm特征波长处的反射率图像中，某一像素点的反射率；

Y代表相应像素点处的鱼蛋白质含量。

作为优选，所述步骤（2）中单波段光谱图像的灰度值与反射率的线性关系的获取步骤如下：

2-1、采集至少三块漫反射标准板在十一个特征波长处的基准单波段光谱图像，求取每幅基准单波段图像的灰度值，在可见近红外光谱范围内，所采用的漫反射标准板具有互不相同的反射率；

2-2、针对每个特征波长，将相应基准单波段图像的灰度值与反射率进行线性拟合，得到灰度值与反射率的线性关系。

作为优选，所述漫反射标准板为三～十一块。

在每一个特征波长处，每块漫反射标准板各自对应一幅单波段图像，每幅单波段图像对应一个灰度值，以漫反射标准板的灰度值为自变量，以漫反射标准板的反射率为因变量，线性拟合得到灰度值与反射率的关系。