研究結(jié)果以“Synergetic application of thermal imaging and CCD imaging techniques to detect mutton adulteration based on data-level fusion and deep residual network”（熱成像與CCD成像結(jié)合數(shù)據(jù)層融合與深度殘差網(wǎng)絡(luò)的羊肉摻假檢測）為題發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Meat Science（中科院一區(qū)TOP，IF=7.1）。

動物源性肉類摻假一直是影響食品質(zhì)量與安全的主要問題之一，引發(fā)社會對肉品欺詐行為的廣泛關(guān)注。肉品的真實(shí)與否直接影響到人們的生活質(zhì)量和健康安全，如何快速準(zhǔn)確檢測羊肉及其制品的真實(shí)性，是檢疫機(jī)構(gòu)和衛(wèi)生部門亟待解決的問題。為此，以常見豬肉摻假羊肉和鴨肉摻假羊肉為研究對象，該團(tuán)隊(duì)將這兩種成像技術(shù)與數(shù)據(jù)層融合方法和深度殘差網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，協(xié)同應(yīng)用于摻假羊肉的定性和定量檢測。首先，研究基于不同物質(zhì)熱特性的差異，創(chuàng)新性的引入熱場，并獲得了熱場下樣本的時序熱像圖和CCD圖像；然后，考慮到空間信息和細(xì)節(jié)信息在提高穩(wěn)定性和精度方面的重要性，提出了彩色圖像拼接、灰度圖像拼接和灰度通道疊加三種數(shù)據(jù)級融合方法；最后，基于搭建的深度殘差網(wǎng)絡(luò)，對比了三種數(shù)據(jù)層圖像融合方法在檢測摻假羊肉方面的性能（融合圖像與模型結(jié)構(gòu)如圖1所示）；結(jié)果顯示，在分類純羊肉、純豬肉、純鴨肉、不同比例豬肉摻假羊肉和不同比例鴨肉摻假羊肉五類樣本，以及量化摻假羊肉中豬肉或鴨肉含量時，兩種成像技術(shù)的融合檢測性能優(yōu)于單一成像技術(shù)，基于彩色圖像拼接獲取的融合圖像建立的深度殘差網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)了最優(yōu)的檢測性能。因此，熱成像和CCD成像的協(xié)同應(yīng)用為檢測羊肉摻假和其他食品的質(zhì)量提供一種新穎而有前途的工具。

圖1 基于融合圖像和深度殘差網(wǎng)絡(luò)的分類和預(yù)測模型訓(xùn)練過程 (M、D、P、MD、MP分別代表純羊肉、純鴨肉、純豬肉、摻假羊肉和摻假羊肉)

本文的第一作者為機(jī)械電氣工程學(xué)院2021級博士研究生王世昌，通訊作者為機(jī)械電氣工程學(xué)院朱榮光教授。近年來，該團(tuán)隊(duì)致力于新疆特色牛羊肉品質(zhì)快速智能化檢測技術(shù)與裝備研發(fā)，多項(xiàng)研究成果發(fā)表在Meat Science、Food Control和Biosystems Engineering等TOP期刊以及農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)、食品科學(xué)等農(nóng)林科學(xué)與食品科學(xué)領(lǐng)域卓越期刊，相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金和兵團(tuán)中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。

（通訊員：王世昌 郜建銳 鞏芮君）