隨著生活品質(zhì)的提高以及消費(fèi)者對食品安全意識的不斷增強(qiáng)，消費(fèi)者對包子食品安全問題越來越關(guān)注。在實(shí)際包子加工過程中，由于生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)速度、包子餡的加工機(jī)械等的影響，包子在生產(chǎn)過程其表面可能會(huì)存在污物或包子露餡、包子發(fā)霉等問題，因而存在嚴(yán)重的食品安全隱患。

成像技術(shù)和光譜技術(shù)是傳統(tǒng)的光學(xué)技術(shù)的兩個(gè)重要方向，成像技術(shù)能夠獲得物體的影像，得到其空間信息；光譜技術(shù)能夠得到物體的光學(xué)信息，進(jìn)而研究其物質(zhì)屬性。20 世紀(jì) 70 年代以前，成像技術(shù)和光譜技術(shù)是相互獨(dú)立的學(xué)科，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，成像光譜技術(shù)迅速發(fā)展起來，它是一種快速、無損的檢測技術(shù)，具有光譜分辨率高、多波段和圖譜合一的特點(diǎn)，能在大尺度范圍內(nèi)識別地表并深入研究其地表物質(zhì)的成分及結(jié)構(gòu)。目前，成像高光譜技術(shù)已成熟應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、藥品、化工產(chǎn)品、刑偵、文物保護(hù)等領(lǐng)域，但用于包子的品質(zhì)檢測目前尚未有研究者對其進(jìn)行開展研究。

1. ?實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

本次實(shí)驗(yàn)對包子的混雜金屬、混雜玻璃片、混雜塑料片、包子完整情況（是否有餡露出來）、有無包裝紙、有何種顏色的包裝紙進(jìn)行了初步的檢測，目的是為了分辨出包子中混雜的金屬、玻璃片、塑料片，以及是否露餡、是否包含包裝紙和用何種包裝紙對其進(jìn)行包裝。

2. 分析方法

2.1 波段選擇方法

目前應(yīng)用比較廣泛的最佳波段選取方法有各波段信息量的比較、波段間相關(guān)性比較、最佳指數(shù)法(O IF)、各波段數(shù)據(jù)的信息熵和聯(lián)合熵、協(xié)方差矩陣特征值法、波段指數(shù)法等。

在各種方法中，由美國查維茨提出的最佳指數(shù)法( OIF)綜合考慮單波段圖像的信息量及各波段間的相關(guān)性，更接近于波段選擇的原則，且計(jì)算簡單，易于實(shí)現(xiàn)，得到廣泛的應(yīng)用。OIF指數(shù)的計(jì)算公式如下：

? ? ?

其中：Si?為第i個(gè)波段的標(biāo)準(zhǔn)差，Rij為i、j 兩波段的相關(guān)系數(shù)。對n波段圖像，先統(tǒng)計(jì)計(jì)算單波段圖像的標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算各波段間的相關(guān)系數(shù)矩陣，再分別求出所有可能的波段組合對應(yīng)的OIF指數(shù)，根據(jù)該指數(shù)大小來判斷各種波段組合的優(yōu)劣。指數(shù)越大，則相應(yīng)組合影像所包含的信息量就越大。對OIF指數(shù)從大到小進(jìn)行排序，最大O IF指數(shù)對應(yīng)的波段組合即為最佳波段組合。

2.2 分類方法

利用see5.0機(jī)器學(xué)習(xí)法進(jìn)行分類。see5.0機(jī)器學(xué)習(xí)規(guī)則軟件是美國USGS在完成國家土地覆蓋制圖(NLCD)項(xiàng)目中開發(fā)的一個(gè)自動(dòng)提取分類規(guī)則的數(shù)據(jù)挖掘工具。

3. 分析結(jié)果

圖2 ?塑料托盤上有無包子進(jìn)行判別分析

圖3 ?包子混雜塑料片原圖及分類結(jié)果?

圖4??包子混雜金屬原圖及分類結(jié)果

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圖5??包子混雜玻璃片原圖及分類結(jié)果

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圖6?包子多種包裝紙?jiān)瓐D及判別結(jié)果

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圖7 包子露餡判別分析

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圖8 包子過程有無包裝紙判別分析

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圖9 多種情形下包子品質(zhì)分析