專利名稱：肉質(zhì)的非侵入測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包括一種利用雙能量X射線吸收(DEXA)掃描儀對(duì)肉質(zhì)的非侵入測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
肉的一種重要品質(zhì)是出肉率。出肉率是對(duì)一塊肉的脂肪的百分比和該塊肉瘦肉的百分比的測(cè)量。脂肪和瘦肉一起組成了這塊肉。肉的其它重要品質(zhì)包括肉的重量、肉的鮮嫩、肉的有效原子序數(shù)和肉中雜質(zhì)的數(shù)量。
雙能量X射線吸收掃描儀以不同方式產(chǎn)生兩個(gè)不同的X射線能量輸出強(qiáng)度。在某個(gè)電壓下如150keV工作的X射線管將產(chǎn)生從150keV到0keV能量的X射線。要從這種分布中選擇兩組X射線能量，可以使用二個(gè)檢測(cè)器，其中每個(gè)檢測(cè)器能測(cè)量所需的二組X射線能量中的一組。這些檢測(cè)器可以是在傳送帶上安置的串狀檢測(cè)器，沿直線穿過掃描儀表面。這兩個(gè)檢測(cè)器可以一個(gè)放在另一個(gè)上面，或者并排放在掃描表面。產(chǎn)生雙能量輸出的第二種辦法是在兩個(gè)能級(jí)之間迅速切換X射線源。在一個(gè)這類的X射線吸收掃描儀中可以使用單一檢測(cè)器用于檢測(cè)在兩個(gè)X射線能量上X射線的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種改進(jìn)或至少對(duì)肉質(zhì)非侵入測(cè)量的替換方法。
概括地說，一方面本發(fā)明包括評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟利用雙能量X射線吸收掃描儀掃描該肉，以便在兩個(gè)能級(jí)上產(chǎn)生代表X射線強(qiáng)度的兩幅圖像或數(shù)組，以及處理該圖像或數(shù)組以確定所掃描的肉的至少一種品質(zhì)。
最好該方法包括以下步驟對(duì)評(píng)定作可能影響肉的一種或多種品質(zhì)評(píng)定的儀器影響方面的修正。
最好該方法包括以下步驟沿著圖像或數(shù)組的至少一個(gè)軸線評(píng)定質(zhì)量中心并用于儀器影響的修正。
最好該方法包括以下步驟利用圖像或數(shù)組評(píng)定肉的質(zhì)量并在儀器影響修正中利用它。
最好該方法包括只處理在高強(qiáng)度X射線圖像或數(shù)組中落在閾值以下的象素或數(shù)據(jù)點(diǎn)。
圖像或數(shù)組也可以被存儲(chǔ)用于將來的檢索和/或再處理。
評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法還可以包括下列步驟將在原子序數(shù)中改變的至少一個(gè)紅-綠-藍(lán)圖像轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度圖像并從至少一幅強(qiáng)度圖像評(píng)定肉的鮮嫩。
評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法還可以包括以下步驟分別提取在原子序數(shù)中變化的紅-藍(lán)-綠圖像中的每個(gè)成分，將每個(gè)提取的成分處理成強(qiáng)度圖像，分析每幅圖像以確定圖像強(qiáng)度的變化，基于強(qiáng)度變化對(duì)于每個(gè)成分產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制數(shù)組，及由二進(jìn)制數(shù)組的改變?cè)u(píng)定肉的鮮嫩。
另一方面，本發(fā)明包括用于評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，它包括用于掃描肉并被配置為在二個(gè)能級(jí)上產(chǎn)生代表X射線強(qiáng)度的兩個(gè)圖像或數(shù)組的雙能量X射線吸收掃描儀，和被配置為處理該圖像或數(shù)組以確定所掃描肉的至少一個(gè)品質(zhì)的相關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
最好該裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為用于對(duì)評(píng)定作可能影響肉的一種或多種品質(zhì)評(píng)定的儀器影響方面的修正。
最好該裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為用于沿圖像或數(shù)組的至少一個(gè)軸線評(píng)定質(zhì)量中心并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
本發(fā)明裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最好被配置為利用圖像或數(shù)組評(píng)定肉的質(zhì)量并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
本發(fā)明中裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最好被配置為只處理在高強(qiáng)度X射線圖像或數(shù)組中落到閾值以下的象素或數(shù)據(jù)點(diǎn)。
本發(fā)明的裝置也可以被配置為存儲(chǔ)用于以后檢索和/或再處理的圖像或數(shù)組。
本發(fā)明中裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以配置為將在原子序數(shù)中變化的至少一個(gè)紅-綠-藍(lán)圖像轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度圖像并根據(jù)從該至少一個(gè)強(qiáng)度圖像評(píng)定肉的鮮嫩。
本發(fā)明中裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以被配置為分別提取在原子序數(shù)中變化的紅-綠-藍(lán)圖像的每個(gè)成分，將每個(gè)提取的成分處理成強(qiáng)度圖像，分析每個(gè)圖像以確定在圖像強(qiáng)度上的變化，基于強(qiáng)度變化產(chǎn)生每個(gè)成分的二進(jìn)制數(shù)組，及根據(jù)二進(jìn)制數(shù)組的改變?cè)u(píng)定肉的鮮嫩。


本發(fā)明的方法將根據(jù)附圖被進(jìn)一步描述，其中圖1A是表示處理通過掃描肉所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以進(jìn)行瘦肉百分比測(cè)量的流程圖；圖1B是表示由DEXA掃描儀和標(biāo)準(zhǔn)掃描儀所掃描的肉的Z-分類相互關(guān)系曲線；圖1C是表示與DEXA掃描儀有關(guān)的軟件標(biāo)定，以便掃描儀能被用于確定肉中的瘦肉；圖1D是表示利用DEXA掃描儀確定肉的瘦肉值的曲線；圖1E是表示利用DEXA掃描儀確定肉的瘦肉值的曲線；圖1F是表示肉罐中樣品的脂肪含量的曲線；圖1G是表示小塊肉樣中脂肪含量的曲線；圖1H是表示肉罐重量和通過掃描肉罐所確定的重量之間的相互關(guān)系曲線；圖2A是利用本發(fā)明的方法所計(jì)算的肉的鮮嫩與實(shí)際值的曲線；圖2B是利用本發(fā)明的方法所計(jì)算的肉的鮮嫩與實(shí)際值的曲線；圖2C是利用本發(fā)明的方法所計(jì)算的肉的鮮嫩與實(shí)際值的曲線。
具體實(shí)施例方式
雙能量X射線吸收掃描儀通過在位于掃描儀艙內(nèi)掃描儀表面下的放射源組件中產(chǎn)生一束X射線來操作。該放射源被校準(zhǔn)為窄的扇形穿過要掃描的物品并由直線排列的檢測(cè)器所截獲。掃描儀包括適當(dāng)?shù)妮椛淦帘巍?br> 通常該檢測(cè)器是一個(gè)線檢測(cè)器，它包括在掃描儀表面上跨過掃描儀并由檢測(cè)設(shè)備支撐的一串小的獨(dú)立檢測(cè)器。檢測(cè)器在二個(gè)不同能級(jí)上檢測(cè)X射線的強(qiáng)度，因此叫做雙能量X射線吸收掃描儀。檢測(cè)器和檢測(cè)設(shè)備能在穿過掃描儀表面上的物品后檢測(cè)X射線的能量。
在本發(fā)明的方法中，使肉經(jīng)過雙能量X射線吸收掃描儀來掃描它。該掃描儀最好利用一個(gè)能量源以產(chǎn)生具有140keV左右的能量的X射線。X射線源最好放在掃描儀表面下并且X射線被校準(zhǔn)形成一個(gè)扇形或直線通過掃描儀表面。X射線穿過肉并到達(dá)位于掃描儀表面上的檢測(cè)器。由掃描儀所使用的檢測(cè)系統(tǒng)最好對(duì)應(yīng)于分出兩組平均值分別約為100keV和80keV的X射線能量。關(guān)于穿過肉后的高和低能量X射線束的強(qiáng)度的信息被傳送到掃描儀的輸出端。
應(yīng)注意盡管能量源被描述成為140keV，但這只是舉例。可以使用不同能量的掃描儀。例如可以想象肉的容器裝載可以用能量達(dá)500keV的掃描儀來掃描。
材料的有效原子序數(shù)由形式為CzWzZ的能量和除以形式CzWz的能量和來計(jì)算，其中Z是在材料基體中每個(gè)起作用的元素的原子數(shù)，Cz是每單位質(zhì)量的相應(yīng)原子數(shù)而Wz是代表該元素相對(duì)測(cè)量偏差的相應(yīng)權(quán)重。測(cè)量偏差由作為測(cè)量處理的基礎(chǔ)的物理原理所確定。很多利用X射線的測(cè)量儀器系統(tǒng)對(duì)較高原子序數(shù)的元素都具有更高的靈敏度，因?yàn)楣馕者^程與Zn/A成正比，其中A是中子數(shù)而“n”理論上可達(dá)到5。
由掃描儀所使用的檢測(cè)系統(tǒng)最好對(duì)應(yīng)于分成兩組平均值分別約為100keV和80keV的X射線能量。關(guān)于穿過肉質(zhì)后的高和低能量X射線的強(qiáng)度的這個(gè)信息被傳送到掃描儀的輸出端。用于確定穿過掃描儀的物質(zhì)有效原子序數(shù)的算法具有下列形式有效原子序數(shù)＝A*[(H-L)/L]+B*H+C其中H和L分別表示高能束和低能量束的強(qiáng)度而A、B和C是系數(shù)。A、B和C最初通過對(duì)雙能量X射線吸收掃描儀的輸出和實(shí)驗(yàn)室計(jì)算的有效原子序數(shù)的比較來計(jì)算。這些系數(shù)對(duì)于所用的掃描儀和掃描儀的應(yīng)用都是特定的。在應(yīng)用上，當(dāng)A、B和C已知時(shí)，有效原子序數(shù)可以用上述公式計(jì)算。
其它公式也可以被用于從穿過材料后檢測(cè)的高和低能量X射線束來確定材料的有效原子序數(shù)。這些變化包括下列公式有效原子序數(shù)＝A1*[(H-L)/H]+B1*H+C有效原子序數(shù)＝A2*[(H-L)/(H+L)]+B2*H+C有效原子序數(shù)＝A3*[(H-L)/L]+B3*L+C有效原子序數(shù)＝A4*[(H-L)/H]+B4*L+C有效原子序數(shù)＝A5*[(H-L)/(H+L)]+B5*L+C其中系數(shù)A、B和C對(duì)于各等式是不同的。其它類似的變化也可以被采用。
一旦肉已被掃描，可以產(chǎn)生代表高和低能量X射線束強(qiáng)度的強(qiáng)度圖像。這些圖像隨后被處理以產(chǎn)生關(guān)于所掃描的肉的信息，如上述的肉的有效原子序數(shù)。
瘦肉是對(duì)一罐肉的肉和脂肪含量的測(cè)量。更高的瘦肉測(cè)量結(jié)果，表示該罐內(nèi)中有更少的肥肉。瘦肉測(cè)量范圍從0至100。
圖1A表示在雙能量X射線吸收掃描儀掃描后從肉的X射線強(qiáng)度圖像確定肉的瘦肉的最佳形式的算法。在1上，兩個(gè)圖像作為帶有同樣下標(biāo)的二維數(shù)組都被讀入處理器。這里h[i、j]代表掃描的肉的高能量X射線強(qiáng)度圖像而l[i、j]代表掃描的肉的低能級(jí)X射線強(qiáng)度圖像。在這種情況下，i代表方向或在肉和掃描儀之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而j代表穿過罐的方向。然而i和j的其它表示也可以被使用而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。在數(shù)據(jù)中，數(shù)組j被設(shè)置為在0和jmax之間，其中jmax是一個(gè)整數(shù)。
在2上選擇每個(gè)數(shù)組的第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。接著決定數(shù)據(jù)點(diǎn)是否應(yīng)該被處理。這在判決框3進(jìn)行。如果其高能量強(qiáng)度值在閾值以下，處理每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。代表未被肉覆蓋的一個(gè)空間的任何數(shù)據(jù)點(diǎn)不被處理。如果肉沒有覆蓋那一點(diǎn)，則射向檢測(cè)器的X射線只是穿過肉放置其上的材料，在檢測(cè)器上產(chǎn)生高強(qiáng)度值。通過只處理落到閾值以下的數(shù)據(jù)，在掃描儀表面上肉的朝向不會(huì)對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)的處理產(chǎn)生問題。
如果高強(qiáng)度級(jí)X射線落在閾值以下，則數(shù)據(jù)點(diǎn)在步驟4中被處理。對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，該數(shù)據(jù)點(diǎn)瘦肉百分比，該數(shù)據(jù)點(diǎn)肉的質(zhì)量，質(zhì)量乘以數(shù)據(jù)點(diǎn)下標(biāo)j及數(shù)據(jù)點(diǎn)下標(biāo)j都被存儲(chǔ)。該數(shù)據(jù)點(diǎn)瘦肉百分比被計(jì)算如下 其中KA、KB和KC是常數(shù)。如通過比較這個(gè)等式和上面有效原子序數(shù)等式可以看出，數(shù)據(jù)點(diǎn)瘦肉百分比從類似在該數(shù)據(jù)點(diǎn)上肉的評(píng)定的有效原子序數(shù)來確定。類似的替換上述有效原子序數(shù)等式的其它等式可以再次被用于構(gòu)成瘦肉百分比等式的一部分。對(duì)于等式的每個(gè)變化系數(shù)可以不同。
數(shù)據(jù)點(diǎn)質(zhì)量被計(jì)算如下 其中KMA和KMB是常數(shù)。
在步驟5中，算法詢問它是否已完成對(duì)數(shù)組中所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理。如果算法還未處理所有數(shù)據(jù)點(diǎn)，則轉(zhuǎn)移到下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)并返回步驟3以確定是否處理該數(shù)據(jù)點(diǎn)。當(dāng)算法完成對(duì)所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理時(shí)，平均的瘦肉百分比，質(zhì)量，j下標(biāo)的質(zhì)量中心及j下標(biāo)的形心被計(jì)算。
利用j下標(biāo)的質(zhì)量中心和j下標(biāo)的形心，可以計(jì)算修正的瘦肉百分比。在計(jì)算該值以前，由j值的和除以處理的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目n，然后除以jmax，計(jì)算形心Y(CY)值。質(zhì)量中心Y(MCY)值也由數(shù)據(jù)點(diǎn)質(zhì)量j倍的和除以數(shù)據(jù)點(diǎn)的質(zhì)量和，然后除以jmax來計(jì)算。修正的瘦肉百分比隨后可以被計(jì)算如下
修正的CL％＝CL％+[KCA*(MCY_CY)+KCB]其中KCA和KCB是常數(shù)。
這個(gè)修正的瘦肉百分比值補(bǔ)償在檢測(cè)器排列方向上在罐中肉的不均分布，并能使瘦肉百分比的更準(zhǔn)確評(píng)定被完成。該修正考慮在從X射線源穿過肉到檢測(cè)器列的X射線通道幾何形狀(角度和長度)上的變化和其它儀器影響。肉的脂肪的百分比可以用一組類似的等式或從瘦肉百分比確定。
如上所述，類似有效原子序數(shù)這樣的數(shù)可以被用于計(jì)算掃描的肉和用于肉中瘦肉的確定。瘦肉測(cè)量響應(yīng)已被實(shí)現(xiàn)，它與從DEXA掃描儀的輸出計(jì)算的有效原子序數(shù)成正比，它用于60和100之間的瘦肉測(cè)量。這個(gè)測(cè)量響應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的瘦肉范圍從20至1000。圖1B表示使用DEXA掃描儀和另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)掃描儀所掃描的肉的相互關(guān)系。在曲線上瘦肉(CL)數(shù)表示瘦肉測(cè)量和DEXA掃描儀測(cè)量的比例數(shù)。
圖1C表示DEXA掃描儀的校正結(jié)果，比便本發(fā)明的方法可以被用于確定肉中的瘦肉。重量在25和30千克之間的內(nèi)罐中的瘦肉通過化學(xué)試樣分析來確定并且隨后用于校正連接于DEXA掃描儀的計(jì)算機(jī)。這提供了對(duì)掃描儀和/或相關(guān)軟件的校正，以使掃描儀能被用于確定瘦肉值。
圖1D和1E表示利用DEXA掃描儀確定肉的瘦肉值。圖1D表示在掃描選擇的同種肉罐后DEXA掃描儀評(píng)定的瘦肉輸出值相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室計(jì)算的瘦肉值的關(guān)系曲線。用于評(píng)定從DEXA掃描儀輸出的瘦肉值的軟件包括對(duì)質(zhì)量分布變化的修正。DEXA瘦肉測(cè)量的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.8CL。
圖1E表示繪制的DEXA掃描儀的輸出評(píng)定的平均瘦肉值相對(duì)于由DEXA掃描儀的輸出評(píng)定和對(duì)罐的質(zhì)量分布變化進(jìn)行的修正。用于該曲線的罐以不同的方向被送過掃描儀。測(cè)量進(jìn)行達(dá)50次并得到約1CL的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差。更多的試驗(yàn)重現(xiàn)了該結(jié)果。
圖1F表示利用雙能量X射線吸收掃描儀方法的重27kg肉罐樣品(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格)的脂肪含量百分比，相對(duì)于校正值和利用中子/伽馬儀器評(píng)定的該樣品脂肪含量百分比的曲線。如圖1F所能見到的，利用本發(fā)明的方法所掃描的肉提供一種27kg內(nèi)罐的脂肪百分比的準(zhǔn)確表示法。
圖1G表示脂肪校準(zhǔn)值重量百分比與使用本發(fā)明的方法測(cè)量的脂肪重量百分比的一個(gè)曲線。對(duì)于該圖，掃描了120ml羊肉包裝和羊肉與牛肉的混合包裝。如由圖1G可以看出，使本發(fā)明的方法所掃描的肉提供了一種在120ml包裝中脂肪百分比的準(zhǔn)確表示法。
肉的雜質(zhì)也可以到用本發(fā)明的方法來評(píng)定。一旦肉已被掃描，產(chǎn)生的高和低X射線能量強(qiáng)度數(shù)據(jù)的有效原子序數(shù)圖像或者數(shù)組可以被掃描以檢測(cè)肉中的任何雜質(zhì)。例如在肉中可以出現(xiàn)的金屬件和骨頭。這些雜物對(duì)于肉和脂肪具有不同的原子序數(shù)并且將在掃描的圖像上或者在數(shù)組中顯示出不同的強(qiáng)度，且可以通過視覺、電子學(xué)方法或者用其它的方法掃描該圖像來檢測(cè)。利用DEXA掃描儀可以檢測(cè)直徑大于5mm的雜物。一旦來自DEXA掃描儀的圖像被進(jìn)一步掃描，可以檢測(cè)肉罐內(nèi)的雜物，還可以數(shù)出它們的數(shù)量以及藏在肉罐內(nèi)每個(gè)雜物的位置。
肉罐的重量也可以利用DEXA掃描儀和本發(fā)明的方法來評(píng)定。X射線穿過肉罐的衰減與在X射線束通道上產(chǎn)品的總質(zhì)量有關(guān)。在掃描肉時(shí)，X射線穿過肉的衰減可以被測(cè)量并隨后綜合得出肉罐的重量。圖1H表示在標(biāo)出的肉罐的重量與利用DEXA掃描儀評(píng)定的罐重之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如從該圖可以看出，兩個(gè)數(shù)值之間有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表示重量可以由DEXA掃描儀準(zhǔn)確地評(píng)定。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DEXA掃描儀可以用少于100g的標(biāo)準(zhǔn)偏差用于確定肉罐(重量在20和35千克之間)的重量。
一旦肉質(zhì)，如瘦肉，重量或雜質(zhì)數(shù)量已被評(píng)定，該肉可以基于該評(píng)定指定一個(gè)等級(jí)?？梢栽u(píng)定一種以上的品質(zhì)，而等級(jí)則以對(duì)該肉的一種以上品質(zhì)的評(píng)定為基礎(chǔ)。例如，可以評(píng)定肉的瘦肉(或脂肪百分比)和重量或者可以評(píng)定肉的瘦肉(或脂肪百分比)和鮮嫩。
被提供有肉的DEXA掃描輸出的軟件被配置為用于確定至少下面的某一項(xiàng)肉罐的重量、罐中雜質(zhì)的數(shù)量和位置、在罐內(nèi)肉中的瘦肉或者罐內(nèi)肉的脂肪百分比及罐內(nèi)肉的有效原子序數(shù)。相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也可以為后面的評(píng)定存儲(chǔ)從DEXA掃描產(chǎn)生的圖像，最好帶有識(shí)別特定肉罐的信息，及肉原產(chǎn)農(nóng)場(chǎng)。圖像在數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)如果需要可供后面的復(fù)原和分析之用。軟件理論上考慮了DEXA掃描儀中可以影響計(jì)算的小的儀器影響。這種儀器影響包括在經(jīng)過掃描儀的輸送帶上肉罐的橫向位置，掃描儀啟動(dòng)和工作循環(huán)的影響以及在肉罐中質(zhì)量和瘦肉的不平衡。
用本發(fā)明的系統(tǒng)也有可能分析由DEXA掃描儀所產(chǎn)生的圖像，以檢測(cè)在物品結(jié)構(gòu)中的變化并評(píng)定肉的鮮嫩。
DEXA掃描儀的輸出可能以帶有表示不同原子序數(shù)范圍的不同顏色的“缺省顏色”圖像的形式產(chǎn)生。例如，橙色可以表示原子序數(shù)在1和10之間，綠色可以表示原子序數(shù)在11和20之間而藍(lán)色表示原子序數(shù)大于20。
利用圖像處理技術(shù)，圖像文件可以被分成各用于圖像的紅、綠和藍(lán)成分的象素?cái)?shù)組。隨后該數(shù)組中的每個(gè)值在表示強(qiáng)度的0和1之間被換算，0相當(dāng)于黑色或更低的強(qiáng)度而1相當(dāng)于白色或更高的強(qiáng)度。三個(gè)灰度強(qiáng)度數(shù)組存在于線-綠-藍(lán)圖像中，每個(gè)代表一個(gè)成分。該灰度強(qiáng)度圖像以最佳方式被過濾，以產(chǎn)生只包括0與1分別代表黑和白的二進(jìn)制圖像。要做到這點(diǎn)，每個(gè)數(shù)組受到一個(gè)非線性函數(shù)，若強(qiáng)度值在閾值以下將該值設(shè)為0，若強(qiáng)度值在閾值以上將該值設(shè)為1。例如通常閾值為0.5。強(qiáng)度值等于閾值時(shí)，被人為地指定為1或0。一旦灰度強(qiáng)度數(shù)組已被過濾，二進(jìn)制數(shù)組的平均強(qiáng)度是對(duì)各種原子序數(shù)范圍的組成的測(cè)量。
在灰度強(qiáng)度和鮮嫩次序之間的關(guān)系被找到。由DEXA掃描儀掃描肉的小試樣(250克左右)并把輸出圖像文件傳送到用于圖像處理的計(jì)算機(jī)。圖2A是表示相對(duì)于采用本發(fā)明的方法找出的鮮嫩繪出的評(píng)定鮮嫩的曲線。
利用本發(fā)明的方法找出的鮮嫩由等式1給出，它以灰度強(qiáng)度和鮮嫩次序大小之間的關(guān)系為基礎(chǔ)。
肉的鮮嫩＝CRL*ri+CGL*gi+CBL*bi+C (1)其中ri由過濾的灰度紅色數(shù)組計(jì)算的平均紅色強(qiáng)度，gi是由過濾的灰度綠色數(shù)組計(jì)算的平均綠色強(qiáng)度，bi是由過濾的灰度藍(lán)色數(shù)組計(jì)算的平均藍(lán)色強(qiáng)度，CRL是紅層系數(shù)＝-0.012，CGL是綠層系數(shù)＝0.056，CBL是藍(lán)層系數(shù)＝-0.054，和C＝8.9通過利用來自單一顏色成分的灰度信息，也有可能計(jì)算肉的鮮嫩。圖2B是相對(duì)于只利用藍(lán)層信息測(cè)量的鮮嫩評(píng)定鮮嫩的曲線。用于從藍(lán)層信息計(jì)算肉的鮮嫩的公式為肉的鮮嫩＝CBL′*bi+C′ (2)其中bi是從過濾的灰度藍(lán)色數(shù)組計(jì)算的平均藍(lán)色強(qiáng)度，CBL′是藍(lán)層系數(shù)＝-0.025，及C′＝8.42該方法的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于薄試樣由試樣厚度所導(dǎo)致誤差較小，而且避免了隨著試樣厚度的增加而增加。
利用DEXA掃描儀測(cè)量肉的鮮嫩的第二種方法是測(cè)量圖像的組織結(jié)構(gòu)中的變化而不是灰度強(qiáng)度。
要利用在圖像強(qiáng)度上的變化計(jì)算肉的鮮嫩，如前面所敘述的，可以利用DEXA掃描儀掃描肉樣。紅-綠-藍(lán)圖像被傳送給用于處理和分成成分?jǐn)?shù)組的計(jì)算機(jī)。每上成分?jǐn)?shù)組基于前面的數(shù)組要素的強(qiáng)度是灰度。從灰度強(qiáng)度數(shù)組找出快速強(qiáng)度變化范圍并通過圖像數(shù)組鏈接成輪廓線。該輪廓線或邊緣結(jié)構(gòu)隨后被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制圖像和通過圖像標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)定邊緣結(jié)構(gòu)的范圍。圖像標(biāo)準(zhǔn)偏差越大邊緣結(jié)構(gòu)的范圍就越大。這個(gè)分析顯然與整個(gè)圖像的強(qiáng)度無關(guān)。對(duì)于紅-綠-藍(lán)二進(jìn)制邊緣結(jié)構(gòu)數(shù)組中每個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)偏差隨后利用等式3被用于計(jì)算肉的鮮嫩。
肉的鮮嫩＝CRL*rsd+CGL*gsd+CBL*bsd+C (3)其中rsd是紅成分二進(jìn)制邊緣結(jié)構(gòu)數(shù)組的標(biāo)準(zhǔn)偏差，
gsd是綠色成分二進(jìn)制邊緣結(jié)構(gòu)數(shù)組的標(biāo)準(zhǔn)偏差，bsd是藍(lán)色成分二進(jìn)制邊緣結(jié)構(gòu)數(shù)組的標(biāo)準(zhǔn)偏差，CRL是紅層系數(shù)＝-0.29，CGL是綠層系數(shù)＝0.11，CBL是藍(lán)層系數(shù)＝0.005，及C＝14.4圖2C是如上所述相對(duì)于利用周邊緣結(jié)構(gòu)的方法計(jì)算的肉的鮮嫩表示利用測(cè)繪的主觀刻度評(píng)定肉的鮮嫩的曲線，并帶有鮮嫩刻度上8所指定的上等牛排。
前面描述了包括其最佳實(shí)施方式的本發(fā)明。對(duì)于熟練的技術(shù)人員顯而易見的替換和修改將包括在由附加的權(quán)利要求所規(guī)定的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，包括如下步驟利用雙能量X射線吸收掃描儀掃描肉，以在兩個(gè)能級(jí)上產(chǎn)生代表X射線強(qiáng)度的兩幅圖像或數(shù)組，及處理該圖像或數(shù)組以確定所掃描肉的至少一種品質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法還包括如下步驟對(duì)評(píng)定作可以影響內(nèi)的一種或多種品質(zhì)評(píng)定的儀器影響方面的修正。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括下列步驟沿圖像或數(shù)組的至少一條軸線評(píng)定質(zhì)量中心并在儀器影響的修正中利用它。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括下列步驟利用圖像或數(shù)組評(píng)定肉的質(zhì)量并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括以下步驟沿圖像或數(shù)組的至少一條軸線確定形心并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，其中處理圖像或數(shù)組的步驟包括，在高強(qiáng)度X射線圖像或數(shù)組中，確定圖像中的象素或數(shù)組中的數(shù)據(jù)點(diǎn)是否落在閾值以下的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括，只處理在高強(qiáng)度X射線圖像或數(shù)組中落在閾值以下的象素或數(shù)據(jù)點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括基于評(píng)定的肉的一種或多種品質(zhì)為肉分等級(jí)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括，為以后復(fù)原和/或再處理用一個(gè)標(biāo)識(shí)符在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)圖像和/或數(shù)據(jù)數(shù)組的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，其中評(píng)定品質(zhì)是肉中的瘦肉。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，其中評(píng)定的品質(zhì)是肉中的脂肪百分比。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，其中評(píng)定的品質(zhì)是肉的重量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1于9中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法，其中評(píng)定的品質(zhì)是肉中的雜質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)方法，其中評(píng)定的品質(zhì)是肉的鮮嫩。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括將在原子序數(shù)上變化的至少一種紅-綠-藍(lán)圖像轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度圖像并從該至少一幅強(qiáng)度圖像評(píng)定肉的鮮嫩的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法還包括以下步驟對(duì)在原子序數(shù)中變化的紅-綠-藍(lán)圖像單獨(dú)提取每個(gè)成分；將每個(gè)提取的成分處理成強(qiáng)度圖像；分析每個(gè)圖像以確定在圖像強(qiáng)度上的變化；基于強(qiáng)度上的變化對(duì)于每個(gè)成分產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制數(shù)組；及從二進(jìn)制數(shù)組的變化評(píng)定肉的鮮嫩。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括執(zhí)行上述方法以評(píng)定脂肪或瘦肉及重量。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的方法包括執(zhí)行所述方法以評(píng)定脂肪或瘦肉及鮮嫩。
19.一種用于評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置包括用于掃描肉被配置為在兩個(gè)能級(jí)上產(chǎn)生代表X射線強(qiáng)度的二幅圖像或數(shù)組的一個(gè)雙能量X射線吸收掃描儀，和被配置為處理該圖像或數(shù)組以確定所掃描肉的至少一種品質(zhì)的一個(gè)相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還被配置為用于為評(píng)定作可以影響肉的一種或多種品質(zhì)評(píng)定的儀器影響方面的修正。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還被配置為用于沿圖像或數(shù)組的至少一條軸線確定質(zhì)量中心并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為用于利用圖像或數(shù)組評(píng)定肉的質(zhì)量并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為用于沿圖像或數(shù)組的至少一條軸線評(píng)定形心并在對(duì)儀器影響的修正中利用它。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中被配置為處理圖像或數(shù)組的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為用于在高強(qiáng)度X射線圖像或數(shù)組中確定圖像中的象素或數(shù)組中的數(shù)據(jù)是否落在閾值以下。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為只處理在高強(qiáng)度X射線圖像或數(shù)組中落在閾值以下的象素或數(shù)據(jù)點(diǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被用于基于評(píng)定的肉的一種或多種品質(zhì)為肉評(píng)定等級(jí)。
27.根據(jù)權(quán)利要求19至26中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為通過一個(gè)標(biāo)識(shí)符在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)圖像和/或數(shù)組以便以后的復(fù)原和/或再處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定的品質(zhì)是肉中的瘦肉。
29根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定的品質(zhì)是肉中的脂肪百分比。
30.根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定的品質(zhì)是肉的重量。
31.根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定的品質(zhì)是肉中的雜質(zhì)。
32.根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定的品質(zhì)是肉的鮮嫩。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還被配置為將在原子序數(shù)中變化的至少一幅紅-綠-藍(lán)圖像轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度圖像，并從該至少一幅強(qiáng)度圖像評(píng)定肉的鮮嫩。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中相關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為對(duì)在原子序數(shù)中變化的紅-綠-藍(lán)圖像單獨(dú)提取每個(gè)成份；將每個(gè)提取的成份處理成強(qiáng)度圖像；分析每幅圖像以確定在圖像強(qiáng)度中的變化；根據(jù)在強(qiáng)度上的變化，對(duì)每個(gè)成分生成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)組；以及由二進(jìn)制數(shù)組的變化評(píng)定肉的鮮嫩。
35.根據(jù)權(quán)利要求19至34中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定脂肪或瘦肉與重量。
36.根據(jù)權(quán)利要求19至34中任一項(xiàng)所述的評(píng)定肉的一種或多種品質(zhì)的裝置，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為評(píng)定脂肪或瘦肉與鮮嫩。
全文摘要
利用非侵入雙能量X射線吸收掃描儀評(píng)定肉的品質(zhì)。在二個(gè)能級(jí)上產(chǎn)生代表X射線強(qiáng)度的兩幅圖像或數(shù)組(1)。然后處理這些圖像或數(shù)組以確定所掃描肉的品質(zhì)，如瘦肉、脂肪百分比、重量、出現(xiàn)的雜質(zhì)和鮮嫩(2－5)。肉的評(píng)定包括一個(gè)修正步驟，以克服不希望有的儀器影響。
文檔編號(hào)G01N23/04GK1618013SQ01812712
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2001年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月11日
發(fā)明者科林·瑪瑞·巴特爾 申請(qǐng)人:地質(zhì)研究院及核科學(xué)有限公司