应用可见/近红外高光谱成像测定鲑鱼片脂肪含量分布

摘要：

脂肪作为一种重要的品质参数，在大西洋鲑鱼片中的分布很不均匀。为寻找一种能替代脂肪化学检测的快速无损的方法，该研究应用可见/近红外高光谱成像测定大西洋鲑鱼片的脂肪含量分布。分别采用可见/短波近红外（400-1100 nm）和近红外（900-1700 nm）系统获取大西洋鲑鱼片样本的高光谱图像。提取样本图像的平均光谱并与其相应的脂肪含量化学值采用偏最小二乘回归（partial least squares regression, PLSR）和最小二乘支持向量机（least-squares support vector machines, LS-SVM）建立相关性模型。为降低高光谱图像的共线性和冗余度，基于竞争性自适应重加权算法（competitive adaptive reweighted sampling, CARS）分别在可见/短波近红外和近红外光谱区间提取16个（468,479,728,734,785,822,863,890,895,899,920,978,1005,1033,1040,1051 nm）和15个（975,995,1023,1047,1095,1124,1167,1210,1273,1316,1354,1368,1575,1632,1661 nm）特征波长，并分别建立PLSR和LS-SVM模型。特征波长模型的性能优于全波段模型，且近红外区间的特征波长PLSR模型为最优，预测决定系数（R2p）为0.92，预测均方根误差（root mean square error of prediction, RMSEP）为0.92%，剩余预测偏差（residual predictive deviation, RPD）为3.50。最后，将最优模型用于预测高光谱图像上所有像素点的脂肪含量以展示样本上脂肪的分布。此外，还基于该技术对大西洋鲑整鱼片实现了脂肪分布可视化。结果表明高光谱成像技术结合化学计量学方法在大西洋鲑鱼片脂肪的定量和分布可视化上有一定的研究和应用前景。

关键词：近红外光谱、模型、可视化、高光谱成像、脂肪、大西洋鲑、竞争性自适应重加权算法

分类号：O657.33;S965.3(分析化学)

资助基金：863 National High-Tech Research and Development Plan Project 2013AA102301

在线出版日期：2015-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：314-323