食品科学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (19): 94-106.doi: 10.7506/spkx1002-6630-20260209-080
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胡玥,徐娅,赵恒,吴跃
发布日期:2026-10-22
HU Yue, XU Ya, ZHAO Heng, WU Yue
Published:2026-10-22
摘要: 脂肪酸值是判定稻谷储存品质的必要指标,但现有脂肪酸值快速检测技术在大宗稻谷收储应用中仍难以实现设备成本、检测通量与现场实操便利性的协同兼顾。因此,本研究提出一种基于可见与偏振图像对比融合的糙米脂肪酸值预测方法,对该方法进行可解释分析。比较MobileNetV2、ResNet18、ShuffleNetV2、VGG16、EfficientNetV2和MobileNetV4 6 种深度学习模型对粳型和籼型糙米脂肪酸值的定量预测性能,并筛选综合性能相对最优的模型;采用离散小波变换对可见与偏振图像的互补信息进行像素级融合,评价融合前后图像的脂肪酸值预测性能;通过分析不同脂肪酸值水平下糙米图像特征与籽粒硬度、外观颜色和显微CT等多维结构参数之间的关联,实现预测模型的可解释性。结果表明,ShuffleNetV2模型对粳型和籼型糙米均表现出相对最优的综合预测性能,其验证集平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别降为1.884、1.885 mg/100 g,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别降为3.036、3.037 mg/100 g,决定系数R2分别可达0.712和0.861。基于融合图像的ShuffleNetV2模型在测试集上也表现出较好的预测性能,粳型和籼型糙米的MAE分别降到1.378、1.670 mg/100 g,RMSE分别降到2.754、2.694 mg/100 g,R2则分别提升到0.818和0.834。在可解释性上,对于可见图像,各糙米品种脂肪酸值与图像纹理特征参数相关平均绝对值系数(0.76)略高于图像颜色特征参数相关平均绝对值系数(0.74),但二者差异较小,说明可见光图像在反映纹理变化的同时,仍能够有效表征米粒颜色(L*、a*、b*值)及表观形态的宏观变化;对于偏振图像,各糙米品种脂肪酸值与图像纹理特征参数相关平均绝对值系数(0.87)明显高于图像颜色特征参数相关平均绝对值系数(0.65),表明偏振成像对与米粒微结构变化相关的信息更为敏感。综上,本研究可为稻米脂肪酸值快速无损智能检测提供一种新型解决方案。
中图分类号:
胡玥,徐娅,赵恒,吴跃. 基于可见与偏振图像对比融合的糙米脂肪酸值预测及可解释分析[J]. 食品科学, 2026, 47(19): 94-106 https://doi.org/10.7506/spkx1002-6630-20260209-080
HU Yue, XU Ya, ZHAO Heng, WU Yue. Prediction and Interpretability Analysis of Fatty Acid Value in Brown Rice Based on Comparative Fusion of Visible and Polarized Images[J]. FOOD SCIENCE, 2026, 47(19): 94-106 https://doi.org/10.7506/spkx1002-6630-20260209-080
| [1] | 胡玥 徐娅 赵恒 吴跃. 基于可见与偏振图像对比融合的糙米脂肪酸值预测及可解释分析[J]. 食品科学, 0, (): 0-0. |
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