利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及于食品檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片 褐變程度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蘋(píng)果脆片既可能保持原有風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)又具備口感酥脆、綠色天然，便于 膽存等特點(diǎn)，滿足了消費(fèi)者對(duì)蘋(píng)果脆片營(yíng)養(yǎng)方便、天然低脂、高膳食纖維等需求。因此，蘋(píng)果 脆片在當(dāng)今歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家非常楊銷(xiāo)，主要用作配餐食品、休閑食品、制作果珍果粉及速溶 飲品等。然而在蘋(píng)果脆片生產(chǎn)過(guò)程中，褐變問(wèn)題制約蘋(píng)果脆片加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，褐變 反應(yīng)不僅制約了蘋(píng)果脆片商品的等級(jí)，對(duì)于蘋(píng)果脆片產(chǎn)品的感官品質(zhì)，風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)生了 嚴(yán)重影響，從而在很大程度上制約了蘋(píng)果脆片加工產(chǎn)業(yè)的升值，給蘋(píng)果脆片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶 來(lái)一定的阻礙。由于蘋(píng)果加工過(guò)程中不同品種間的褐變程度有所差別，因此在蘋(píng)果品種選 育，資源評(píng)價(jià)和工藝篩選工作中，衡量比較品種間和不同工藝條件過(guò)程中的褐變差異就顯 得很重要。
[0003] 目前對(duì)褐變的評(píng)價(jià)方法主要有主觀分級(jí)法、分光光度計(jì)法和分光測(cè)色計(jì)。主觀分 級(jí)法主要是通過(guò)人眼對(duì)產(chǎn)品表觀色澤進(jìn)行評(píng)價(jià)分類(lèi)。運(yùn)種評(píng)價(jià)方法不借助儀器，在一個(gè)統(tǒng) 一標(biāo)準(zhǔn)的光源下放置標(biāo)準(zhǔn)參照物和產(chǎn)品，感官評(píng)價(jià)員根據(jù)參照物將產(chǎn)品根據(jù)不同褐變程度 進(jìn)行分級(jí)。例如蘋(píng)果脆片根據(jù)褐變程度依次分為1、2、3、4級(jí)，較輕微的為1級(jí)，4級(jí)為褐變嚴(yán) 重。分光光度計(jì)法則是將蘋(píng)果脆片研磨后利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其420nm吸光度值(0D 值），根據(jù)得到的0D值對(duì)蘋(píng)果脆片褐變度進(jìn)行評(píng)價(jià)，0D值越大說(shuō)明蘋(píng)果脆片褐變程度越大。 分光光度色差計(jì)相較于傳統(tǒng)的主觀評(píng)價(jià)法和分光光度計(jì)，可W通過(guò)接觸式或非接觸式兩種 檢測(cè)模式獲得蘋(píng)果脆片L*a*b*值進(jìn)行測(cè)定，實(shí)現(xiàn)快速無(wú)損檢測(cè)產(chǎn)品。
[0004] W上Ξ種方法均存在一些缺陷。主觀評(píng)價(jià)法中對(duì)評(píng)價(jià)員素質(zhì)要求高，評(píng)價(jià)員需要 進(jìn)行培訓(xùn)后才可W參與評(píng)價(jià)，且由于每個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和閱歷不同，所W評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)因人而異， 很難獲得統(tǒng)一的結(jié)果，因此缺乏客觀公正和可重復(fù)性。分光光度色差計(jì)的評(píng)價(jià)過(guò)程中，需要 對(duì)處理好的蘋(píng)果脆片進(jìn)行研磨，即使在冰浴條件下研磨也會(huì)使樣品與空氣接觸，無(wú)法避免 發(fā)生氧化導(dǎo)致褐變，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)率低，影響對(duì)蘋(píng)果脆片褐變程度的 準(zhǔn)確評(píng)估。分光光度色差計(jì)可W實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)蘋(píng)果脆片表觀色澤，并且快速獲得L相*b*值 和吸收光譜，但是分光光度色差計(jì)僅能獲得物料取樣局部面積的平均值，物料形狀也有一 定限制，很難全面反應(yīng)樣品表觀色澤分布和不同褐變程度比例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方 法，其W精密電子眼為工具，采集蘋(píng)果脆片圖像后，分析所得圖像W對(duì)蘋(píng)果脆片褐變程度進(jìn) 行綜合評(píng)價(jià)。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià) 蘋(píng)果脆片褐變程度的方法，包括：
[0008] 步驟一、制備多片樣本蘋(píng)果脆片，采集樣本蘋(píng)果脆片的外表面的亮度值、紅綠值和 黃藍(lán)值；
[0009] 步驟二、在所有樣本蘋(píng)果脆片的亮度值中，篩選出最大值和最小值，根據(jù)樣本蘋(píng)果 脆片的最大亮度值和最小亮度值，組成一亮度范圍，將亮度范圍均分為3~7個(gè)區(qū)域，在每個(gè) 區(qū)域中，根據(jù)該區(qū)域中紅綠值的范圍，將該區(qū)域均分成3~7個(gè)色素塊，根據(jù)每個(gè)色素塊中的 黃藍(lán)值的范圍，將該色素塊均分成3~7個(gè)子色素塊，篩選出累計(jì)貢獻(xiàn)率含85%的子色素塊， 組成標(biāo)準(zhǔn)色素塊，篩選出RGB值最大標(biāo)準(zhǔn)色素塊，作為基準(zhǔn)色素塊，定義與基準(zhǔn)色素塊的RGB 值之間的誤差± ^20%的顏色區(qū)間為深度褐色區(qū)間；
[0010] 步驟立、采集待測(cè)蘋(píng)果脆片表面的RGB值，得到多個(gè)待測(cè)RGB值，將待測(cè)RGB值與深 度褐色區(qū)間的RGB值比對(duì)，
[0011] 若位于深度褐變區(qū)間的待測(cè)RGB所對(duì)應(yīng)的面積^待測(cè)蘋(píng)果脆片的面積的5%，則判 斷待測(cè)蘋(píng)果脆片為輕度褐變；
[0012] 若位于深度褐變區(qū)間的待測(cè)RGB所對(duì)應(yīng)的面積，占待測(cè)蘋(píng)果脆片的面積的5%~ 15%，則判斷待測(cè)蘋(píng)果脆片為中度褐變；
[0013]若位于深度褐變區(qū)間的待測(cè)RGB所對(duì)應(yīng)的面積 > 待測(cè)蘋(píng)果脆片的面積的15%，則 判斷待測(cè)蘋(píng)果脆片為重度褐變。
[0014] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 一中，制備多片樣本蘋(píng)果脆片，具體為:依據(jù)蘋(píng)果原料的形狀，將蘋(píng)果切分成厚度為3~15mm 的片狀的蘋(píng)果片。
[0015] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 一中，蘋(píng)果片通過(guò)熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空油炸干燥、微波干燥、真空冷凍干燥或變溫壓差 膨化干燥，使其含水量^ 7 %，得到樣本蘋(píng)果脆片。
[0016] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 一中，蘋(píng)果片在溫度為50~190°C條件下干燥處理至含水量^ 7%，得到樣本蘋(píng)果脆片。
[0017] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 一中，采用顏色電子眼采集樣本蘋(píng)果脆片的外表面的亮度值、紅綠值和黃藍(lán)值。
[0018] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 二中，在所有樣本蘋(píng)果脆片的亮度值中，篩選出最大值和最小值，根據(jù)樣本蘋(píng)果脆片的最大 亮度值和最小亮度值，組成一亮度范圍，將亮度范圍均分為5個(gè)區(qū)域。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 Ξ中，干燥待測(cè)蘋(píng)果脆片至其含水量含7%，采集待測(cè)蘋(píng)果脆片的表面的RGB值。
[0020] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 Ξ中，用顏色電子眼采集待測(cè)蘋(píng)果脆片的表面的RGB值。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法中，所述步驟 Ξ中，待測(cè)RGB值與標(biāo)準(zhǔn)色素塊的RGB值比對(duì)，具體為：
[0022] 計(jì)算待測(cè)RGB與深度褐色區(qū)間中的所有RGB值的誤差，若深度褐色區(qū)間中存在一 RGB值與待測(cè)RGB值的誤差< ±20%，則判斷該待測(cè)RGB值位于深度褐色區(qū)間；
[0023] 若深度褐色區(qū)間中不存在與待測(cè)RGB值的誤差< ±20%的RGB值，則判斷該待測(cè) RGB值不位于深度褐色區(qū)間。
[0024] 本發(fā)明至少包括W下有益效果:本發(fā)明中利用顏色電子眼建立的統(tǒng)一的客觀的評(píng) 價(jià)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變度參考標(biāo)準(zhǔn)，使得檢測(cè)蘋(píng)果脆片更加準(zhǔn)確;利用顏色電子眼可W及時(shí) 地對(duì)蘋(píng)果脆片褐變程度進(jìn)行評(píng)價(jià)和分級(jí)，可W避免在制備樣品和測(cè)量過(guò)程中造成進(jìn)一步誤 差;利用顏色電子眼可W獲得蘋(píng)果脆片褐變程度比例，準(zhǔn)確定量干燥蘋(píng)果脆片的褐變程度。
[0025] 同時(shí)本發(fā)明使用的顏色電子眼市場(chǎng)有售，操作程序簡(jiǎn)單。此發(fā)明可W為科研工作 和食品加工業(yè)的人員提供迅速的評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法，同時(shí)也可W為褐變分級(jí)提 供可靠的數(shù)據(jù)支持。
[0026] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明流程圖。
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中采用普通照相設(shè)備采集的鮮樣本蘋(píng)果片的圖像。
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中采用普通照相設(shè)備采集的樣本蘋(píng)果脆片的圖像。
[0030] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中采用顏色電子采集的鮮樣本蘋(píng)果片的圖像。
[0031] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中采用顏色電子采集的樣本蘋(píng)果脆片的圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文 字能夠據(jù)W實(shí)施。
[0033] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"W及"包括"術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多 個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種利用圖像分割技術(shù)評(píng)價(jià)蘋(píng)果脆片褐變程度的方法，包 括：
[0035] 步驟一、制備多片樣本蘋(píng)果脆片，采集樣本蘋(píng)果脆片的外表面的亮度值、紅綠值和 黃藍(lán)值；
[0036] 步驟二、在所有樣本蘋(píng)果脆片的亮度值中，篩選出最大值和最小值，根據(jù)樣本蘋(píng)果 脆片的最大亮度值和最小亮度值，組成一亮度范圍，將亮度范圍均分為3~7個(gè)區(qū)域，在每個(gè) 區(qū)域中，根據(jù)該區(qū)域中紅綠值的范圍，將該區(qū)域均分成3~7個(gè)色素塊，根據(jù)每個(gè)色素塊中的 黃藍(lán)值的范圍，將該色素塊均分成3~7個(gè)子色素塊，篩選出累計(jì)貢獻(xiàn)率含85%的子色素塊， 組成標(biāo)準(zhǔn)色素塊，篩選出RGB值最大標(biāo)準(zhǔn)色素塊，作為基準(zhǔn)色素塊，定義與基準(zhǔn)色素塊的RGB 值之間的誤差^ ±20%的顏色區(qū)間為深度褐色區(qū)間；
[0037] 步驟Ξ、采集待測(cè)蘋(píng)果脆片表面的RGB值，得到多個(gè)待測(cè)RGB值，將待測(cè)RGB值與深 度褐色區(qū)間的RGB值比對(duì)，
[0038] 若位于深度褐變區(qū)間的待測(cè)RGB所對(duì)應(yīng)的面積^待測(cè)蘋(píng)果脆片的面積的5%，則判 斷待測(cè)蘋(píng)果脆片為輕度褐變；
[0039] 若位于深度褐變區(qū)間的待測(cè)RGB所對(duì)應(yīng)的面積，占待測(cè)蘋(píng)果脆片的面積的5%~ 15%，則判斷待測(cè)蘋(píng)果脆片為中度褐變；
[0040] 若位于深度褐變區(qū)間的待測(cè)RGB所對(duì)應(yīng)的面積 > 待測(cè)蘋(píng)果脆片的面積的15%，貝。 判斷待測(cè)蘋(píng)果脆片為重度褐變。
[0041] 在一種實(shí)施方式中，在步驟一中，制備多片樣本蘋(píng)果脆片，具體為:依據(jù)蘋(píng)果原料 的形狀，將蘋(píng)果切分成厚度為3~15mm的片狀的蘋(píng)果片。
[0042] 在一種實(shí)施方式中，在步驟一中，蘋(píng)果片通過(guò)熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空油炸干燥、 微波干燥、真空冷凍干燥或變溫壓差膨化干燥，使其含水量^ 7 %，得到樣本蘋(píng)果脆片。
[0043] 在一種實(shí)施方式中，在步驟一中，蘋(píng)果片在溫度為50~190°C條件下干燥處理至含 水量^ 7%，得到樣本蘋(píng)果脆片。
[0044] 在一種實(shí)施方式中，在步驟一中，采用顏色電子眼采集樣本蘋(píng)果脆片的外表面的 亮度值、紅綠值和黃藍(lán)值。
[0045] 在一種實(shí)施方式中，在步驟二中，在所有樣本蘋(píng)果脆片的亮度值中，篩選出最大值 和最小值，根據(jù)樣本蘋(píng)果脆片的最大亮度值和最小亮度值，組成一亮度范圍，將亮度范圍均 分為5個(gè)區(qū)域。
[0046] 在一種實(shí)施方式中，在步驟Ξ中，干燥待測(cè)蘋(píng)果脆片至其含水量含7%，采集待測(cè) 蘋(píng)果脆片的表面的RGB值。
[0047] 在一種實(shí)施方式中，在步驟Ξ中，用顏色電子眼采集待測(cè)蘋(píng)果脆片的表面的RGB 值。
[004引在一種實(shí)施方式中