羊肉是新疆等西北高原地区牧民的主要肉类消费品。近些年,已经形成的烤全羊、烤羊肉串、羊肉抓饭等具有新疆特色的羊肉美食逐渐为全国人民所喜爱,新疆羊肉市场也逐渐走上高端化、品牌化的产业道路。目前羊肉在运输过程中、市场流通过程中的品质检测存在很多漏洞问题,其原因主要在于传统的感官评价结合常规理化、微生物检测手段太过繁琐,耗时费力,不能满足新鲜羊肉大批量、规模化、实时检测。因此,本文基于一种新兴的光学无损检测技术即高光谱图像技术(HSI),以冷却羊肉作为研究对象,结合多种化学计量学方法,建立了羊肉品质评价指标(pH、细菌总数)的快速定量预测及可视化分析模型,同时本论文还对光谱数据提取、光谱预处理、特征波长的提取等高光谱数据处理方法进行了探索和创新,为实现冷却羊肉品质的无损检测提供理论和技术支撑。具体研究内容和结论如下:(1)对非真空包装的冷却羊肉pH进行了定量分析研究。首先,实验对比分析了“图像分割法”和“矩形区域法”两种不同ROIs方法的选取对冷却羊肉pH模型的影响研究。得出:(1)在SMLR、PCR和PLSR三种建模方法中,与“图像分割法”和“矩形区域法”相对应的光谱信息建立的PLSR和SMLR模型效果分别最优;(2)与“矩形区域法”相比,利用“图像分割法”获取的ROIs光谱信息建立的模型效果均较优。(3)综上可知,最优的模型为“图像分割法”提取的ROIs光谱信息建立的PLSR回归分析模型,其LVs为12,校正集的Rcal和RMSEC分别为0.95和0.050,预测集的Rp和RMSEP分别为0.91和0.071。其次,对比分析了不同波段下的非真空包装冷却羊肉pH的W-PLS、SiPLS-PLS、SiPLS-GA-PLS、UVE-PLS、CARS-PLS和SPA-PLS模型效果,得出,CARS筛选的28个波长点建立的PLSR模型效果最优,其校正集相关系数和均方根误差分别为0.98和0.033,预测集相关系数和均方根误差分别为0.96和0.053。并基于该模型建立pH值的可视化成分分布图。结果表明,CARS-PLS模型能够用于非真空包装冷却羊肉pH的定量分析。(2)对真空包装的冷却羊肉pH进行了定量分析。首先,实验对比分析了不同预处理方法下的冷却羊肉PLSR模型效果,并优选出最优预处理方法为二阶导数(2D)、23点S-G平滑、多元散射校正(MSC)和中心化处理(mean-centering)相结合的方法。其次,分别采用SiPLS、GA、UVE、CARS和SPA五种方法对冷却羊肉光谱特征波段进行筛选,并比较分析了不同波段选择下的W-PLS、SiPLS-PLS、GA-PLS、UVE-PLS、CARS-PLS和SPA-PLS的模型效果,得出经CARS筛选的47个波长点建立的PLSR模型效果最优。其最优的LVs为13,Rc、Rcv和Rp分别为0.98、0.96和0.98,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为0.062、0.089和0.068,预测RPD为4.88。结果表明CARS-PLS模型对于真空包装冷却羊肉的pH具有较好的预测性能。同时,基于该回归分析模型建立真空包装冷却羊肉pH的可视化分布图。(3)对真空包装的冷却羊肉细菌总数进行定量分析研究。对比分析了不同预处理方法下冷却羊肉细菌总数的PLS模型效果,并选取了二阶导数(2D)、13点S-G平滑和中心化处理(mean-centering)相结合的预处理方法。利用GA和CARS进行特征波段的筛选,比较分析了不同波段下W-PLS、SiPLS-PLS、GA-PLS、UVE-PLS、CARS-PLS和SPA-PLS的模型效果,得出经CARS筛选的70波长点建立的PLSR模型效果最优。其最优的LVs为13,校正集的相关系数Rc和均方根误差RMSEC分别为0.98和0.29,交互验证的相关系数Rcv和均方根误差RMSECV分别为0.96和0.46,预测集的相关系数Rp和均方根误差RMSEP分别为0.96和0.47,预测分析误差RPD为3.58,表明该模型能够较好的预测真空包装冷却羊肉细菌总数。同时,基于CARS-PLS回归分析模型建立真空包装冷却羊肉细菌总数的可视化分布图。