《Food Science & Nutrition》:Detection of Frost-Damaged Maize Kernels for Food Quality Screening Using Hyperspectral Imaging and 2D-COS-Assisted Deep Learning
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玉米是一种重要的谷类作物,易受零下温度胁迫,导致籽粒发生理化损伤,进而影响其加工品质和食品价值。传统分析方法具有破坏性、劳动密集且无法满足食品供应链中快速高通量质量筛选的需求。研究人员建立了一种结合高光谱成像(hyperspectral imaging,HSI
玉米是一种重要的谷类作物,易受零下温度胁迫,导致籽粒发生理化损伤,进而影响其加工品质和食品价值。传统分析方法具有破坏性、劳动密集且无法满足食品供应链中快速高通量质量筛选的需求。研究人员建立了一种结合高光谱成像(hyperspectral imaging,HSI,900–1700?nm)和深度学习的无损检测方法,用于识别霜冻损伤玉米籽粒。多元散射校正(multiple scattering correction,MSC)被验证为最优光谱预处理方法,可提高光谱稳定性和分类性能。在特征提取方面,二维相关光谱(two-dimensional correlation spectroscopy,2D-COS)通过解析重叠且微弱的光谱响应,有效增强了霜冻诱导的光谱变化,优于竞争自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)和变量组合总体分析–迭代保留信息变量(variable combination population analysis–iteratively retaining informative variables,VCPA-IRIV),并提取了432个与霜冻损伤相关的特征波段。所构建的2D-COS-CNN模型预测准确率达0.9700,召回率达0.9647,校正集准确率为0.9967,显示出优异的分类能力和可靠的泛化性能。将2D-COS特征增强与CNN非线性判别相结合,为快速无损识别霜冻损伤玉米籽粒提供了有效策略,也为食品供应链中的谷物品质评价、损伤程度分选和加工适宜性评估提供了可靠的分析工具。
玉米是全球重要的谷类作物,但采后零下温度胁迫会引发籽粒不可逆的理化损伤,包括膜脂过氧化、淀粉老化回生和蛋白质变性,进而降低加工品质、营养