牛羊肉是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的健康食品，它能提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)、脂肪酸和維生素，因而是人們?nèi)粘Ｉ罴叭馄饭I(yè)中非常重要的原料。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，牛羊肉的食用品質(zhì)和安全性受到消費(fèi)者越來越高的重視。因此，實(shí)現(xiàn)牛羊肉的品質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速檢測(cè)對(duì)肉品工業(yè)的發(fā)展是至關(guān)重要的。本文介紹了高光譜成像技術(shù)在牛羊肉品質(zhì)無損檢測(cè)中的應(yīng)用。

牛羊肉品質(zhì)檢測(cè)的重要性：

伴隨著全球的經(jīng)濟(jì)大發(fā)展，國(guó)內(nèi)國(guó)外消費(fèi)者對(duì)牛羊肉需求也與日俱增，這樣的需求為眾多牛羊肉生產(chǎn)加工企業(yè)提供了一個(gè)廣闊的平臺(tái)。

從牛羊肉的總體產(chǎn)量上看，我國(guó)可以稱得上是一個(gè)牛羊肉生產(chǎn)大國(guó)，但在國(guó)際舞臺(tái)上我們卻仍然是一個(gè)小角色，我們所生產(chǎn)加工出口外銷的牛羊肉及其制品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)低于其他西方發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)外消費(fèi)者對(duì)于我們的牛羊肉制品一直持懷疑態(tài)度。長(zhǎng)期以來，我國(guó)所生產(chǎn)加工的牛羊肉產(chǎn)品只在國(guó)際市場(chǎng)中占據(jù)了很小的份額，而我們牛羊肉產(chǎn)品的價(jià)格又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他國(guó)家的產(chǎn)品，處在一個(gè)不利的地位?，F(xiàn)階段，市場(chǎng)上大部分的高檔牛羊肉制品依然來自于國(guó)際市場(chǎng)的進(jìn)口。造成我國(guó)高檔牛肉市場(chǎng)供應(yīng)不足的因素有很多，其中最關(guān)鍵因素正是牛羊肉質(zhì)量無法得到有力保證，然而國(guó)際市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)高端需求又對(duì)牛羊肉品質(zhì)的要求很高，所以這個(gè)問題一直困擾和制約著我國(guó)牛羊肉制品工業(yè)的發(fā)展。我國(guó)對(duì)牛羊肉品質(zhì)分級(jí)起步較晚，相比與西方牛羊肉產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。目前，國(guó)內(nèi)反映牛羊肉質(zhì)量的牛羊肉分級(jí)體系和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)建立，因此，尋求一種可靠的牛羊肉品質(zhì)安全分級(jí)檢測(cè)手段已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

現(xiàn)階段，我國(guó)大部分牛羊肉生產(chǎn)企業(yè)和檢驗(yàn)部門對(duì)于牛羊肉品質(zhì)的檢測(cè)仍然依靠感官評(píng)定和理化指標(biāo)檢測(cè)2種方法。其中，感官評(píng)定的方法是經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練和考核的專業(yè)人員對(duì)牛羊肉制品進(jìn)行人工的打分評(píng)定，這種方法的檢測(cè)結(jié)果受許多主觀因素的干擾，例如評(píng)價(jià)者本身的心理波動(dòng)和身體上的狀態(tài)差異，所以檢測(cè)結(jié)果誤差較大；理化指標(biāo)檢測(cè)的方法就是借助相關(guān)儀器設(shè)備對(duì)牛羊肉制品相關(guān)理化指標(biāo)進(jìn)行客觀的測(cè)定，例如，嫩度儀對(duì)牛羊肉嫩度的測(cè)定。這種方法雖然比人工的主觀評(píng)價(jià)要準(zhǔn)確，但是該方法對(duì)肉樣不僅具有破壞性，而且其取樣過程復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，所以也已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在飛速發(fā)展的牛羊肉工業(yè)的檢測(cè)需求。近年來，隨著電學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、圖像處理等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，肉品品質(zhì)檢測(cè)技術(shù)正朝著非破壞性、在線實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確便捷的方向發(fā)展。例如超聲波分析檢測(cè)、生物仿真檢測(cè)、機(jī)器視覺檢測(cè)、近紅外光譜分析等新興檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)于牛肉嫩度的檢測(cè)，其中以高光譜成像技術(shù)使用最為廣泛。

高光譜成像技術(shù)在牛羊肉品質(zhì)無損檢測(cè)中的應(yīng)用：

高光譜成像技術(shù)是一項(xiàng)綜合了多門學(xué)科的一項(xiàng)新興技術(shù)，其包含了光譜學(xué)、圖像學(xué)、計(jì)算機(jī)編程應(yīng)用以及信息分析處理等技術(shù)，與傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)不同，高光譜成像技術(shù)有效的結(jié)合光譜技術(shù)，在檢測(cè)過程中獲得的是同時(shí)包含被測(cè)樣品光譜數(shù)據(jù)曲線和外部圖像信息的三維數(shù)據(jù)塊，如此就可以同時(shí)分析被測(cè)物的可視空間信息和內(nèi)部品質(zhì)特征，從而實(shí)現(xiàn)基于多變量的可視化判別。其在農(nóng)畜產(chǎn)品的品質(zhì)鑒別和無損檢測(cè)分級(jí)中具有很大的發(fā)展?jié)摿?，合理有效的利用高光譜圖像技術(shù)可以為牛羊肉品質(zhì)無損檢測(cè)提供一種行之有效的方法。

高光譜成像技術(shù)將傳統(tǒng)的光譜分析與機(jī)器視覺有機(jī)地結(jié)合在一起，可以同時(shí)獲得圖像上每個(gè)像素點(diǎn)的連續(xù)光譜信息和每個(gè)光譜波段的連續(xù)圖像信息，其光譜信息能反映樣本的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，圖像信息能反映樣本的空間分布、外部屬性和幾何結(jié)構(gòu)。因此高光譜圖像能對(duì)樣本的多方面物理、化學(xué)信息進(jìn)行空間維的可視化表達(dá)。與多光譜成像相比，高光譜成像儀器可以在很窄的光譜波段內(nèi)連續(xù)采集圖像，有很高的光譜分辨率，通常精度可達(dá)到2-3nm，能得到上百條波段的連續(xù)圖像，以充分反映樣本光譜信息的細(xì)微變化。高光譜圖像是一系列光波波長(zhǎng)的光學(xué)圖像組成的圖像塊，應(yīng)用較多的光譜波段是可見光（400-780nm）和近紅外光（780-2500nm）波段。高光譜成像技術(shù)結(jié)合了光譜技術(shù)和圖像處理技術(shù)的雙重優(yōu)勢(shì)，既有光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：快速、高效、測(cè)量簡(jiǎn)單方便、非破壞性分析、多組分同時(shí)測(cè)定、樣品不需預(yù)處理或預(yù)處理簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析，又融合了圖像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：可視化、直觀形象、再現(xiàn)性好、處理精度高、適用面寬、靈活性高。光譜技術(shù)和圖像處理技術(shù)的融合與交叉，使得光譜信息和圖像信息取得雙贏效果，都發(fā)揮出遠(yuǎn)大于自身的功用。例如，可以先通過光譜分析方法選擇具有代表性的特征波長(zhǎng)，再提取特征波長(zhǎng)圖像的紋理等圖像信息進(jìn)行更深入的分析；可以應(yīng)用光譜分析方法定量測(cè)定樣本圖像每個(gè)像素點(diǎn)的化學(xué)成分含量和品質(zhì)參數(shù)，再在圖像上進(jìn)行空間維的顯示。

高光譜成像技術(shù)作為一種綠色環(huán)保的檢測(cè)技術(shù)，具有準(zhǔn)確、無損、綠色與環(huán)保等特點(diǎn)，在牛羊肉品質(zhì)檢測(cè)的研究中所建立的模型預(yù)測(cè)效果良好，在未來牛羊肉的品質(zhì)無損檢測(cè)方向具有良好的應(yīng)用前景。