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申请/专利权人：中国农业大学

摘要：本发明公开了一种考虑多层时空‑阻抗差异的肉质腐败检测方法及系统。首先获取鱼体待测区域，通过计算各腐败区鱼体xyz空间‑阻抗差得到的空间‑阻抗差系数以及计算各腐败区鱼体时间‑阻抗差得到的时间‑阻抗差系数，测量各腐败区鱼体阻抗，根据空间‑阻抗差系数以及时间‑阻抗差系数，计算得到时空‑阻抗差系数，再根据时空‑阻抗差系数重构各腐败区鱼体阻抗；计算各腐败区腐败等级，计算鱼体待测区域整体腐败程度。一方面基于柔性阻抗电极能够实现生物阻抗的快速、无损检测，另一方面针对鱼类阻抗测量的多层时空阻抗差异特性，能够对鱼体阻抗进行重构，使阻抗测量结果能够更准确的表征鱼体腐败程度。

主权项：1.一种考虑多层时空-阻抗差异的肉质腐败检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取鱼体待测区域；通过计算各腐败区鱼体xyz空间-阻抗差得到的空间-阻抗差系数以及计算各腐败区鱼体时间-阻抗差得到的时间-阻抗差系数，测量各腐败区鱼体阻抗；根据空间-阻抗差系数以及时间-阻抗差系数，计算得到时空-阻抗差系数，再根据时空-阻抗差系数重构各腐败区鱼体阻抗；计算各腐败区腐败等级；计算鱼体待测区域整体腐败程度；所述获取鱼体待测区域还包括：设定垂直鱼体肌肉纤维的方向作为y轴；设定顺沿鱼体肌肉纤维的方向作为x轴；鱼体厚度方向作为z轴；对所述鱼体待测区域区域，用n个小正方形区域将其全覆盖且不重叠等分，设定每个小正方形区域为一个腐败区，则有n个腐败区n＝{1,2,…,n}；在每个所述小正方形腐败区的四个端点处都安置有一个柔性阻抗电极，整个鱼体待检测区域的端点电极形成网状电极前端，用于关键阻抗参数的采集；在所述鱼体待检测区域对称面相同位置同样划分区域和放置柔性阻抗电极；所述在每个所述小正方形腐败区的四个端点处都安置有一个柔性阻抗电极包括：将每个腐败区左上设定为A1、右上设定为A2、左下设定为A3、右下设定为A4；则左上A1-右上A2、左下A3-右下A4双电极测量的为x轴方向顺沿纤维的阻抗；左上A1-左下A3、右上A2-右下A4双电极测量的为y轴方向垂直纤维的阻抗；所述测量各腐败区鱼体阻抗包括：计算xyz空间-阻抗差：设待测腐败区的边长为L，即工作电极和参考电极之间的长度；任一选取一个腐败区，分别测量x轴方向上A1A2、A3A4两个位点的阻抗，以及y轴方向上A1A3、A2A4两个位点的阻抗；x方向上的空间-阻抗差计算公式为： 其中，Z12和Z34分别为x轴方向上A1A2、A3A4两个位点的阻抗；为两个位点的阻抗平均值；Z0为x轴方向位点的接触阻抗；y方向上的空间-阻抗差计算公式为： 其中，Z13和Z24分别为y轴方向上A1A3、A2A4两个位点的阻抗；为两个位点的阻抗平均值；Z0为y轴方向位点的接触阻抗；计算z轴方向的空间-阻抗差：交流激励的探测厚度h和频率有关，并且频率和深度关系可以有下列公式表示： 其中，m分别为鱼鳞层、鱼皮层、鱼肉层、鱼骨层和内脏层，Zm为鱼鳞层、鱼皮层、鱼肉层、鱼骨层和内脏层的测量阻抗值；hm为鱼鳞层、鱼皮层、鱼肉层、鱼骨层和内脏层的厚度；计算得到fm＝{f1,f2,f3,f4,f5}，为探测鱼体z轴方向阻抗的五层结构相对应的频率；z轴方向的空间-阻抗差规则模型为： 同时刻的Sxyz三轴复合空间-阻抗差系数可以写为：Sxyz＝Sx，Sy，Sz#5；所述测量各腐败区鱼体阻抗还包括：计算时间-阻抗差：鱼体监测时间为t＝{t1,t2,…,tn}；x轴方向上的时间-阻抗差计算公式为： 其中，分别为x轴方向上A1A2、A3A4两个位点的不同时间段阻抗；Z0为接触阻抗；l为同一轴某腐败区两不同位点；y方向上的时间-阻抗差计算公式为： 其中，分别为y轴方向上A1A3、A2A4两个位点的不同时间段阻抗；Z0为接触阻抗；鱼体在z轴分鱼鳞层、鱼皮层、鱼肉层、鱼骨层和内脏层五个层次，随着时间的延长，各个层次都会产生时间上的阻抗差异，鱼皮层、鱼肉层和内脏层的阻抗差异更加显著；鱼鳞层和鱼骨层阻抗随时间变化的差异并不明显；在计算z轴时间-阻抗差时，剔除阻抗差异变化不显著的鱼鳞层和鱼骨层，规则如下：①当fm＝f1时，Tz＝0,m＝1z轴上仅测量鱼鳞层的阻抗变化，因其不显著，则此时只存在空间-阻抗差；②当fm＝f2时，此时z轴时间-阻抗差主要依靠鱼皮层的变化，Zt+1、Zt为鱼皮层在不同时间段的阻抗；③当fm＝f3或fm＝f4时，此时z轴时间-阻抗差主要依靠鱼皮层和鱼肉层的变化，分别为鱼皮层和鱼肉层在不同时间段的阻抗；④当fm＝f5时，此时z轴时间-阻抗差主要依靠鱼皮层、鱼肉层和内脏层的变化，分别为鱼皮层、鱼肉层和内脏层在不同时间段的阻抗；则同空间下的Txyz三轴复合时间-阻抗差系数可以写为：Txyz＝Tx，Ty，Tz#8最终我们可以得到某时段的单位时空-阻抗差系数为：ωf＝Tx*Sx，Ty*Sy，Tz*Sz#9；所述根据空间-阻抗差系数以及时间-阻抗差系数，计算各腐败区腐败等级，包括：测量某一腐败区x、y和z轴各方向上的任一位点的阻抗为：Zx，Zy，Zz则该腐败区最终的阻抗为Zf＝2Tx*Sx*Zx+Ty*Sy*Zy+Tz*Sz*Zz#10；计算得到各腐败区的最终阻抗Z＝{Z1，Z2，...，Zn}，同时检测鱼体各腐败区的TVB-N含量，根据测得TVB-N进行阻抗阈值的确定，将阻抗参数进行反置；根据TVB-N和阻抗阈值将各腐败区等级初步划分为5个等级极新鲜，次新鲜，新鲜，次腐，腐败＝level1，level2，level3，level4，level5；所述计算鱼体待测区域整体腐败程度包括：标记各腐败区腐败等级，随机选取一个腐败区域level1，进行相邻区域腐败等级关联判定，进行区域划分；规则如下：iflevel∈level1，level2→达到关联条件iflevel∈level3，level4，level5→跳过iflevel∈level1，level2→达到关联条件随机选取一个腐败区域level2：iflevel∈level1，level2→达到关联条件iflevel∈level2，level3→达到关联条件iflevel∈level3，level4，level5→跳过随机选取一个腐败区域level3：iflevel∈level2，level3→达到关联条件跨越新鲜与腐败阶段：iflevel∈level3，level4→跳过iflevel∈level1，level5→跳过随机选取一个腐败区域level4：iflevel∈level3，level4→跳过iflevel∈level4，level5→达到关联条件iflevel∈level1，level2→跳过随机选取一个腐败区域level5：iflevel∈level4，level5→达到关联条件iflevel∈level1，level2，level3→跳过对达到关联条件的区域利用双参数可比距离P值模型判定肉质腐败状态；将两种参数进行可比转换，阻抗和TVB-N实际测量值的可比转换公式分别为： 阻抗和TVB-N任意两腐败等级阈值的可比转换公式分别为： 其中Z0、N0分别为可比变换后阻抗和TVB-N的初值，Zn为各腐败等级阻抗阈值，Zl为该腐败等级下的实际测量阻抗值，Nn为各腐败等级TVB-N阈值，Nl为该腐败等级下的实际测量TVB-N值，Zn+1Zn为各腐败等级阻抗阈值，Nn+1Nn为各腐败等级TVB-N阈值，ZiNi为可比转换后的测量值结果；ZT、NT为可比转换后的阈值结果；经过变换，在五种鲜度下各参数的取值范围为0，1；通过 计算待关联区域阻抗和TVB-N的腐败距离：双参数可比距离P值模型为：Fx＝PR-PT 比较Fx，若Fx≥0，即PR≥PT，关联后的腐败区域等级为两待关联区域中较低等级；若Fx0，即PRPT，关联后的腐败区域等级为两待关联区域中较高等级，将腐败区域进行关联整合，实现鱼体整体腐败状态预测。

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百度查询： 中国农业大学 一种考虑多层时空-阻抗差异的肉质腐败检测方法