牛羊肉是一種營養(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)和安全性受到消費者越來越高的重視。因此，實現(xiàn)牛羊肉的品質(zhì)的實時監(jiān)控和快速檢測對肉品工業(yè)的發(fā)展是至關重要的。本文介紹了高光譜成像技術在牛羊肉品質(zhì)無損檢測中的應用。

牛羊肉品質(zhì)檢測的重要性：

伴隨著全球的經(jīng)濟大發(fā)展，國內(nèi)國外消費者對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)提供了一個廣闊的平臺。

從牛羊肉的總體產(chǎn)量上看，我國可以稱得上是一個牛羊肉生產(chǎn)大國，但在國際舞臺上我們卻仍然是一個小角色，我們所生產(chǎn)加工出口外銷的牛羊肉及其制品的市場競爭力遠低于其他西方發(fā)達國家，國外消費者對于我們的牛羊肉制品一直持懷疑態(tài)度。長期以來，我國所生產(chǎn)加工的牛羊肉產(chǎn)品只在國際市場中占據(jù)了很小的份額，而我們牛羊肉產(chǎn)品的價格又遠遠低于其他國家的產(chǎn)品，處在一個不利的地位。現(xiàn)階段，市場上大部分的高檔牛羊肉制品依然來自于國際市場的進口。造成我國高檔牛肉市場供應不足的因素有很多，其中最關鍵因素正是牛羊肉質(zhì)量無法得到有力保證，然而國際市場和國內(nèi)高端需求又對牛羊肉品質(zhì)的要求很高，所以這個問題一直困擾和制約著我國牛羊肉制品工業(yè)的發(fā)展。我國對牛羊肉品質(zhì)分級起步較晚，相比與西方牛羊肉產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家技術上遠遠落后。目前，國內(nèi)反映牛羊肉質(zhì)量的牛羊肉分級體系和標準已經(jīng)建立，因此，尋求一種可靠的牛羊肉品質(zhì)安全分級檢測手段已經(jīng)成為當務之急。

現(xiàn)階段，我國大部分牛羊肉生產(chǎn)企業(yè)和檢驗部門對于牛羊肉品質(zhì)的檢測仍然依靠感官評定和理化指標檢測2種方法。其中，感官評定的方法是經(jīng)過專業(yè)訓練和考核的專業(yè)人員對牛羊肉制品進行人工的打分評定，這種方法的檢測結(jié)果受許多主觀因素的干擾，例如評價者本身的心理波動和身體上的狀態(tài)差異，所以檢測結(jié)果誤差較大；理化指標檢測的方法就是借助相關儀器設備對牛羊肉制品相關理化指標進行客觀的測定，例如，嫩度儀對牛羊肉嫩度的測定。這種方法雖然比人工的主觀評價要準確，但是該方法對肉樣不僅具有破壞性，而且其取樣過程復雜、檢測時間較長，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)的檢測需求。近年來，隨著電學、光學、計算機、圖像處理等現(xiàn)代先進技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，肉品品質(zhì)檢測技術正朝著非破壞性、在線實時、準確便捷的方向發(fā)展。例如超聲波分析檢測、生物仿真檢測、機器視覺檢測、近紅外光譜分析等新興檢測技術已經(jīng)逐步實現(xiàn)對于牛肉嫩度的檢測，其中以高光譜成像技術使用最為廣泛。

高光譜成像技術在牛羊肉品質(zhì)無損檢測中的應用：

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

高光譜成像技術將傳統(tǒng)的光譜分析與機器視覺有機地結(jié)合在一起，可以同時獲得圖像上每個像素點的連續(xù)光譜信息和每個光譜波段的連續(xù)圖像信息，其光譜信息能反映樣本的化學成分和組織結(jié)構，圖像信息能反映樣本的空間分布、外部屬性和幾何結(jié)構。因此高光譜圖像能對樣本的多方面物理、化學信息進行空間維的可視化表達。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微變化。高光譜圖像是一系列光波波長的光學圖像組成的圖像塊，應用較多的光譜波段是可見光（400-780nm）和近紅外光（780-2500nm）波段。高光譜成像技術結(jié)合了光譜技術和圖像處理技術的雙重優(yōu)勢，既有光譜技術的優(yōu)點：快速、高效、測量簡單方便、非破壞性分析、多組分同時測定、樣品不需預處理或預處理簡單、可實現(xiàn)實時分析，又融合了圖像技術的優(yōu)點：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。光譜技術和圖像處理技術的融合與交叉，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，再提取特征波長圖像的紋理等圖像信息進行更深入的分析；可以應用光譜分析方法定量測定樣本圖像每個像素點的化學成分含量和品質(zhì)參數(shù)，再在圖像上進行空間維的顯示。

高光譜成像技術作為一種綠色環(huán)保的檢測技術，具有準確、無損、綠色與環(huán)保等特點，在牛羊肉品質(zhì)檢測的研究中所建立的模型預測效果良好，在未來牛羊肉的品質(zhì)無損檢測方向具有良好的應用前景。