[发明专利]一种基于高光谱成像技术的蜂蜜掺假检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于高光谱成像技术的蜂蜜掺假检测方法和装置，其中蜂蜜掺假检测方法，包括采集不同成分比例的待检测蜂蜜样本的高光谱图像，并进行黑白校正；提取黑白校正后的高光谱图像的感兴趣区域，计算感兴趣区域的平均光谱；对平均光谱进行滤波处理，得到去除噪声后的高光谱数据；对得到的高光谱数据的三个维度进行归一化处理；对归一化处理后的高光谱数据进行数据增强，并分割为训练集和测试集；建立残差网络模型，利用训练集调试模型，确定最终的残差网络模型作为掺假检测模型，利用测试集测试模型的分类效果，利用掺假检测模型进行蜂蜜掺假情况的检测。本发明解决了现有技术检测方法检测过程复杂、耗时长，且属于有损检测的问题。

技术领域

本申请属于食品检测技术领域，具体涉及一种基于高光谱成像技术的蜂蜜掺假检测方法和装置。

背景技术

蜂蜜是蜜蜂从开花植物的花中采得的花蜜在蜂巢中经过充分酿造而成的天然甜物质。蜂蜜中含的单糖，能够非常容易地被人体吸收，尤其适合妇女、儿童和中老年人食用。蜂蜜具有补血、补虚、解毒、美白养颜、益寿延年的功效。蜂蜜的营养价值极高，含有果糖、葡萄糖等多种糖类，能够给人体提供较多的能量，除此之外，还富含多种维生素，对人的皮肤有好处，还有抗衰老的功效。

近年来我国蜂蜜产业发展迅速，产量居世界之首，并且一些单花蜂蜜的价格有呈直线上升的趋势。但是蜂蜜掺假和造假事件也随之不断发生，这不仅影响国内蜂蜜市场的健康发展，还影响出口蜂蜜市场的口碑。

传统的检测蜂蜜掺假的技术主要有：稳定性碳同位素检测技术、酶活性测定法、旋光法、差示扫描量热法、气相色谱法、质谱法、高效液相色谱法等。这些方法操作复杂，消耗蜂蜜，耗时长，且不适合于无损在线的快速检测，不利于推广。

因此，研发一种简单、快速、无损的蜂蜜掺假检测技术具有重要的意义。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于高光谱成像技术的蜂蜜掺假检测方法和装置，以解决现有技术检测方法检测过程复杂、耗时长，且属于有损检测的问题。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种基于高光谱成像技术的蜂蜜掺假检测方法，用于蜂蜜的无损检测，所述基于高光谱成像技术的蜂蜜掺假检测方法，包括：

步骤S1、采集不同成分比例的待检测蜂蜜样本的高光谱图像，并对所采集的高光谱图像进行黑白校正；

步骤S2、提取黑白校正后的高光谱图像的感兴趣区域，计算感兴趣区域中所有像素的光谱反射率的平均值作为待检测蜂蜜样本的平均光谱；

步骤S3、采用Savitzky-Golay滤波方法对所述平均光谱进行滤波处理，得到去除噪声后的具有平滑光谱信息的高光谱数据；

步骤S4、对步骤S3中得到的高光谱数据的三个维度进行归一化处理；

步骤S5、对归一化处理后的高光谱数据进行数据增强，并分割为训练集和测试集，对训练集和测试集中的样本进行标记；

步骤S6、建立残差网络模型，利用所述训练集调试模型，确定最终的残差网络模型作为掺假检测模型，利用所述测试集测试掺假检测模型的分类效果，利用所述掺假检测模型进行蜂蜜掺假情况的检测；

所述残差网络模型由数据的输入端至输出端依次经过一个3*3的卷积层、第一个block、第二个block、第三个block、第四个block、第一全连接层以及第二全连接层；所述第一个block包括依次连接的8个残差模块以及一个步长为2的3*3的卷积层，所述第二个block包括依次连接的8个残差模块以及一个步长为2的3*3的卷积层，所述第三个block包括依次连接的16个残差模块以及一个步长为2的3*3的卷积层，所述第四个block包括依次连接的8个残差模块。

作为优选，所述不同成分比例的待检测蜂蜜样本，包括：