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动物性食品中药物残留是近年来食品安全问题中最突出的问题之一,是困扰世界范围的难题。尽管国家加大了监管力度,但禽兽水产品致使中毒现象屡次发生,缺乏灵敏、准确、稳定、经济实用且能进行现场检测的快速检测产品是致其发生的重要原因。目前检测方法以理化分析方法为主,但其对量大面广的畜禽水产品而言,还略显不足,且这种仪器分析时间长,不利于快速检测畜禽水产品。本文尝试利用具有快速、方便等特点的胶体金免疫层析试纸为研究对象,对其HSV颜色特征进行分析,探究残留物浓度与时间的关系,从而得到溶液中残留物的含量。
本文从色度学的基本理论开始,利用颜色特征对试纸图像进行分割,然后提取分割后图像的颜色特征,再次根据大量实验证明,并拟合残留物浓度与时间的关系曲线图,取得较好的效果。主要工作如下:
(1)讨论了颜色模型,并比较了各种颜色模型的优缺点,从而选取一种颜色模型对图像进行切割和图像特征提取。
(2)对常用的彩色图像分割算法进行了分析,提出一种改进c—模糊均值聚类算法,并将其利用在试纸图像分割中,通过实验证明,改进的c—模糊均值聚类算法有较快的分割速度和分割质量;试纸图像分粗略分割和精确分割两部分,粗略分割部分包括方框图像分割以及对方框图像细化,精确图像分割部分包括质控线区域图像和测试线区域图像分割部分。
(3)颜色特征提取及曲线拟合,根据目标图像特征和颜色模型的知识,利用颜色模型HSV对目标图像进行特征提取,并将其一阶矩与原始图像的HSV模型中的一阶矩相减,利用颜色特征公式,得到一阶矩颜色特征值,然后利用主颜色提取方法,得到主颜色特征值,接着通过加权最小二乘法确定一阶矩颜色特征与主颜色特征值的权值,得到总的颜色特征值。最后以颜色总特征值和时间点为参数,拟合成一条曲线,得到颜色总特征值与时间点的关系。
(4)开发一套检测残留物浓度的软件,该软件通过时间点与溶液浓度的关系,较精确地得出残留物的浓度。