牛肉一直以来都是人类食用的一种主要肉类产品,并且我国的牛肉产量居世界前列,但是在国际牛肉贸易中却不能占据重要地位。在国际市场上,我国的牛肉产品占有率很低,影响我国牛肉产品在国际市场中竞争力的关键因素是缺乏产品质量检测手段,牛肉产品的质量标准不能和国际标准接轨,国内缺乏系统的检测标准和分级技术。针对牛肉多品质参数研究开发出能够进行快速无损检测设备,实现对牛肉品质参数的快速无损在线检测,对提高我国牛肉生产过程中的检测水平,提升我国牛肉产品在国际市场上的竞争力具有重要的意义。本研究使用高光谱成像技术构建了牛肉品质参数检测系统,该系统通过对高光谱成像装置采集的样品光谱图像信息进行分析,可以预测出样品的细菌总数、颜色等品质参数;在此基础上开发出了多光谱技术的牛肉多品质参数快速无损在线检测系统,并为系统开发出了相应的检测软件,检测系统能够同时对新鲜牛肉的嫩度、颜色、含水率等重要品质参数进行检测。本研究的主要工作如下:1.开发出了基于高光谱成像技术的牛肉品质参数检测系统,该系统由高光谱成像装置、光源、运动控制装置和控制计算机组成,检测系统的有效工作波段为400～1000nm,能够利用点光源和线光源对样品进行检测,该系统可快速获取牛肉样品的高光谱图像、完成图像数据格式的转换和预处理,并经过预处理的光谱数据代入到预测模型中计算出样品的相关品质参数,最后将相关数据和结果进行保存和显示。2.为高光谱成像检测系统开发出了牛肉品质参数检测应用软件,软件由硬件控制模块、光谱数据采集模块、预测模块、结果显示与保存模块,能够实现硬件参数控制、样品运动控制、数据采集、参数预测、结果显示等功能,可以实现对牛肉样品品质的一键式自动检测。3.分析了检测过程中会影响到高光谱成像系统检测精度的各种因素,针对系统误差采用提高系统安装精度和运动位移精度的方法减少,对于随机误差则采用多次采样和数据平滑等方法降低,而对粗大误差本研究中采用了格拉布斯准则和t准则联合判断的方法将粗大误差剔除,经过改进,系统的精度有了明显的提高。4.在高光谱成像检测系统的基础上,研制出了有效工作波段为400-2500nm的牛肉多品质参数快速无损在线检测系统及检测软件。该系统核心部件为两个光谱探测器,工作波段分别为380-950nm和800-2600nm。为检测系统设计了内置光源的检测探头,探头通过二分叉光纤和两个光谱探测器相连接。通过检测软件,该系统可以实现对牛肉的嫩度、含水率、颜色等多品质参数的无损快速在线检测。5.对高光谱成像检测系统和在线检测系统分别进行了性能测试,结果表明高光谱检测系统对牛肉细菌总数的分级精度超过90%;在线检测系统对牛肉嫩度的检测正确率达到了 91.7%,对含水率的检测正确率为92.8%。项目组还在北京市的牛肉屠宰企业进行了实际生产测试,结果表明该检测系统的移动性较好,检测精度较高,具有较好的系统稳定性,基本可以适应生产企业的使用需求。