[发明专利]蛋清中蛋白质构象的无损检测装置及其方法

摘要

本发明公开了一种蛋清中蛋白质构象的高光谱无损检测装置及其方法，涉及农产品无损检测领域。本方法是：①调节检测装置参数，包括设置高光谱波段范围、曝光时间、移动距离等；②将不同贮藏时间的禽蛋按顺序编号，并依次采集每枚禽蛋的高光谱数据；③对采集的禽蛋高光谱数据进行黑白校正；④从校正后的禽蛋高光谱信息中提取禽蛋图像信息与光谱信息；⑤对提取到的禽蛋图像信息与光谱信息分别进行数据处理。本发明综合利用高光谱的图像信息和光谱信息，对蛋清中蛋白质在贮藏期间的结构变化进行测定，能够对其引起禽蛋品质变化的内部微观结构变化进行快速、渐变、无损、客观的检测，可用于更准确的评价禽蛋综合品质、禽蛋等级评定。

主权项

1.一种基于高光谱的蛋清蛋白质无损检测方法，方法使用的装置包括禽蛋(0)，还设置有计算机(1)、密封箱(2)、光谱相机(3)、步进电机(4)、步进电机控制器(5)、联轴器(6)、光电传感器(7)、底座(8)、丝杆(9)、移动平台(10)、透射光源箱(11)、光源开关(12)、透射光源(13)和风扇(14)；其位置和连接关系是：在密封箱(2)的顶部中心设置有光谱相机(3)，在密封箱(2)的底部设置有底座(8)，在密封箱(2)的内部设置有光电传感器(7)，光电传感器(7)正对禽蛋(0)；在底座(8)上设置有依次连接的步进电机(4)、联轴器(6)、丝杆(9)和移动平台(10)，在移动平台(10)上设置有透射光源箱(11)；禽蛋(0)置于透射光源箱(11)的顶部中心，在透射光源箱(11)的左右两侧壁分别设置有光源开关(12)和风扇(14)，在透射光源箱(11)的底部中心设置有透射光源(13)；步进电机(4)与步进电机控制器(5)连接，光谱相机(3)、步进电机控制器(5)和光电传感器(7)分别与设置在密封箱(2)外面的计算机(1)连接；其特征在于：所述的计算机(1)内嵌的数据处理软件的工作流程是：①读取高光谱图像，进行黑白校正(101)利用调节仪器时获得的校正文件对采集到的高光谱图像进行黑白校正，去除暗电流的干扰；②划分训练集和预测集(102)将采集的所有禽蛋图像按照2：1的比例随机划分为训练集和预测集，训练集用来建立预测模型，预测集用来检验所建立模型的准确性；③图像与光谱处理，分别进行：第一、图像方面：A、对训练集图像进行预处理(103)通过对获取的图像进行灰度化、中值滤波或高斯—拉普维斯算子边缘检测的预处理，提高图像质量；B、提取图像特征参数(104)计算图像长轴、短轴、宽度、高度，并计算图像边缘所围区域内的像素和整蛋面积，选取长短轴之比、整蛋面积作为图像的特征参数；第二、光谱方面：a、对校正后的图像提取光谱数据(105)选取整蛋为感兴趣区域，对校正后的图像提取光谱数据；b、对训练集光谱进行预处理(106)对训练集的光谱数据进行预处理，去除禽蛋光谱数据的噪声干扰，提高信噪比；c、提取光谱特征参数(107)利用连续投影法、光谱指纹或竞自变量加权算法从450nm—950nm波长范围内挑选出有效的波长点，去除无信息含量及信息含量少的波长点；④融合图像、光谱特征参数(108)将提取的图像特征参数与光谱特征参数进行融合，使所选的所有特征参数能够至少包含禽蛋主要蛋白构象98％以上的有效信息，利用融合的特征参数组合建立模型可以进一步简化模型，提高模型准确性与稳定性；⑤建立训练集预测模型(109)计算蛋清中蛋白构象的各结构含量，建立预测模型；⑥用预测集数据检验模型的准确性(110)将预测集数据导入到所建立的模型中，依据预测集的预测值与真实值之间的差异，判断所建立的模型的准确性；检测方法包括下列步骤：①调节检测装置参数，包括设置高光谱波段范围、曝光时间、移动距离；②将不同贮藏时间的禽蛋按顺序编号，并依次采集每枚禽蛋的高光谱数据；③对采集的禽蛋高光谱数据进行黑白校正；④从校正后的禽蛋高光谱信息中提取禽蛋图像信息与光谱信息；⑤对提取到的禽蛋图像信息与光谱信息分别进行数据处理。