食品质量安全快速无损检测技术及装备

本书从技术原理、装备系统、信号处理和数据挖掘、相关的应用案例等方面入手，系统性地介绍了利用食品与农产品智能无损检测的计算机视觉技术、仿生传感技术、近红外光谱技术、光谱成像技术、气味成像化技术、振动力学传感技术、多传感器信息融合技术等快速检测新技术。同时，本书也专门介绍了近些年所发展起来的食品与农产品现场快速便携式检测装备以及食品加工过程中的智能监控装备，并介绍了相关的应用案例。

前言
第1章绪论1
1.1食品无损检测技术概述1
1.1.1食品无损检测技术内涵1
1.1.2食品无损检测技术发展历程2
1.1.3国际食品无损检测技术发展趋势3
1.2食品无损检测技术特征6
1.2.1光学特性检测技术7
1.2.2声(力)学特性及无损检测技术12
1.2.3仿生传感检测技术13
1.2.4电磁特性检测技术14
1.2.5多传感器信息融合检测技术14
1.3食品快速无损检测装备及发展趋势15
1.3.1食品收储过程中的质量安全快速无损检测装备16
1.3.2食品加工过程中的智能化品质检测设备16
1.3.3无损检测装备的发展趋势17
参考文献18
第2章近红外光谱检测技术20
2.1近红外光谱检测技术概述20
2.1.1近红外光谱技术简介20
2.1.2近红外光谱的产生20
2.1.3近红外光谱检测技术的基本原理21
2.2近红外光谱检测系统24
2.2.1近红外光谱仪的基本结构24
2.2.2近红外光谱仪的主要性能指标25
2.2.3近红外光谱检测处理流程27
2.3近红外光谱数据处理方法30
2.3.1光谱数据预处理30
2.3.2光谱数据变量筛选42
2.3.3光谱数据变量降维57
2.3.4光谱数据数学模型建立62
2.4近红外光谱技术在食品品质安全检测中的应用65
2.4.1在谷物品质检测中的应用65
2.4.2在果蔬内部成分快速预测中的应用67
2.4.3在酒醋饮品品质检测中的应用69
2.4.4在禽肉品质快速检测中的应用72
2.4.5在禽蛋新鲜度检测中的应用76
2.4.6在茶叶品质检测中的应用78
2.4.7在其他领域中的应用81
参考文献82
第3章仿生传感检测技术85
3.1仿生传感检测技术概述85
3.1.1仿生传感检测技术简介86
3.1.2仿生传感检测技术特点86
3.2仿生传感系统及工作原理87
3.2.1电子视觉传感技术87
3.2.2电子嗅觉传感技术90
3.2.3电子味觉传感技术94
3.3仿生传感检测系统信号处理与识别97
3.3.1仿生传感的响应表达式97
3.3.2特征提取、选择和归一化98
3.3.3模式识别方法99
3.4仿生传感检测技术在食品质量安全检测中的应用102
3.4.1电子视觉技术在食品质量安全检测中的应用103
3.4.2电子鼻技术在食品质量安全检测中的应用106
3.4.3电子舌技术在食品质量安全检测中的应用110
参考文献114
第4章彩色成像检测技术117
4.1彩色成像检测技术概述117
4.1.1食品外观的彩色成像检测技术简介117
4.1.2计算机视觉图像处理118
4.2彩色成像系统与设备120
4.2.1图像采集部件120
4.2.2图像处理部件121
4.2.3图像输出部件122
4.3计算机图像处理的方法122
4.3.1数字图像的表征与处理122
4.3.2数字图像的特征分析129
4.3.3图像纹理的特征分析131
4.4彩色成像技术在食品质量安全检测中的应用134
4.4.1在农产品中的应用134
4.4.2在动物产品中的应用142
4.4.3在水产品中的应用150
4.4.4在其他领域中的应用150
参考文献151
第5章光谱成像检测技术153
5.1光谱成像检测技术概述153
5.1.1光谱成像技术简介153
5.1.2光谱成像系统154
5.2光谱成像检测技术及系统154
5.2.1高光谱成像技术154
5.2.2多光谱成像技术156
5.2.3高光谱显微成像技术157
5.2.4红外激光成像技术159
5.2.5拉曼光谱成像技术161
5.3光谱成像数据和处理分析162
5.3.1光谱图像数据的组成162
5.3.2光谱图像数据描述模型163
5.4光谱成像技术在食品质量安全检测中的应用164
5.4.1在农产品检测中的应用164
5.4.2在液体食品检测中的应用169
5.4.3在家禽检测中的应用170
5.4.4在水产品检测中的应用173
5.4.5在其他食品检测中的应用174
5.5结论与展望175
参考文献175
第6章气味成像化检测技术178
6.1气味成像化检测技术概述178
6.1.1气味成像化原理179
6.1.2色敏材料选取显色机理分析183
6.2气味成像化检测技术方法及仪器188
6.2.1色敏材料的纳米化处理188
6.2.2气味成像化检测系统192
6.2.3色敏传感器系统的软件设计195
6.3气味成像化图像信号处理与分析197
6.3.1不同颜色空间下的特征值提取197
6.3.2颜色反应区域的中心点定位方法198
6.3.3目标图像特征区域的选取200
6.4气味成像化技术在食品质量安全检测中的应用202
6.4.1在谷物质量安全检测中的应用202
6.4.2在酒醋类风味食品质量安全检测中的应用206
6.4.3在茶叶品质安全检测中的应用210
6.4.4在禽肉质量安全检测中的应用211
6.4.5在水产品质量安全检测中的应用212
6.4.6在水果质量安全检测中的应用213
6.4.7在其他领域中的应用214
参考文献214
第7章声(力)学检测技术218
7.1声(力)学检测技术概述218
7.1.1物体的机械振动波218
7.1.2质点及弹性体的振动219
7.2声(力)学检测系统和原理220
7.2.1振动响应信号采集和分析平台220
7.2.2振动力学信号的采集和处理流程223
7.3声(力)学信号处理与分析224
7.3.1信号处理224
7.3.2特征提取与分析226
7.4声(力)学检测技术在食品质量安全检测中的应用229
7.4.1在禽蛋蛋壳强度检测中的应用229
7.4.2在禽蛋蛋壳破裂检测中的应用231
7.4.3在水果品质检测中的应用233
7.4.4在其他食物检测中的应用236
7.5结论与展望237
参考文献237
第8章多传感器信息融合检测技术239
8.1多传感器信息融合检测概述239
8.1.1多传感器信息融合的一般概念239
8.1.2多传感器信息融合技术的原理和方法240
8.2多传感器信息融合的数据处理242
8.2.1多传感器信息融合数据处理方法242
8.2.2多传感器信息融合技术在食品质量安全无损检测中的一般步骤248
8.3多传感器信息融合检测技术在食品品质评定中的应用252
8.3.1多传感器信息融合技术检测黄酒品质252
8.3.2多传感器信息融合技术检测茶叶品质253
8.3.3多传感器信息融合技术在肉类品质检测上的应用255
8.4结论与展望257
参考文献257
第9章农产品收储过程品质的快速无损便携式检测装备260
9.1大宗农产品收储过程现场化检测指标260
9.2常见的农产品现场化便携式快检设备262
9.2.1便携式近红外光谱仪262
9.2.2便携式电子鼻263
9.2.3便携式光谱成像设备264
9.2.4便携式声振动检测装置265
9.2.5便携式气味成像化技术检测装置266
9.3农产品品质现场快检便携式系统研发案例267
9.3.1基于近红外光谱技术的水果品质便携式检测系统267
9.3.2基于振动力学的农产品结构品质检测系统274
9.3.3便携式气味成像系统在大米新鲜度检测中的应用278
9.3.4基于电子鼻传感器阵列的茶叶风味分析系统285
参考文献292
第10章食品加工过程品质在线智能监控装备294
10.1食品加工过程在线智能监控概述294
10.2食品加工过程在线智能监控装备297
10.2.1基于近红外光谱技术的农产品在线监测装备297
10.2.2基于电子鼻的农产品在线监测装备299
10.2.3基于机器视觉的农产品在线监测装备299
10.2.4基于X射线成像技术的农产品在线监测装备300
10.2.5基于声学技术的农产品在线监测装备301
10.2.6基于气味成像化技术的农产品在线监测装备303
10.3农产品初加工在线检测分级的应用案例304
10.3.1禽蛋初加工过程中的智能化监控分级304
10.3.2苹果在线智能化监控分级311
10.4食品加工过程智能监控应用案例314
10.4.1酿造酒发酵过程的质量在线监控314
10.4.2食醋酿造过程的质量在线监控317
10.4.3茶叶发酵过程的品质在线监控320
10.4.4肉制品的品质在线监控323
10.4.5乳制品的品质在线监控325
参考文献325
索引327