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Real-time monitoring system for quality monitoring of jujube slice during drying process

International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2022年第3期15卷 234-241页

作者： Yuxue Cao Xuedong Yao Yongzhen Zang Yubao Niu Hongwei Xiao Huan Liu rongguang zhu Xia Zheng Qiang Wang Xiangnan Zhang Shiyu Wei College of Mechanical and Electrical Engineering Shihezi UniversityShihezi 832000XinjiangChina Key Laboratory of Northwest Agricultural Equipment Ministry of Agriculture and Rural AffairsShihezi 832000XinjiangChina Key Laboratory of Modern Agricultural Machinery Corps Shihezi 832000XinjiangChina College of Engineering China Agricultural UniversityBeijing 100083China College of Mechanical Engineering and Automation Northeastern UniversityShenyang 110819China

The real-time monitoring and prediction system for quality attributes of jujube slices during the drying process was designed to solve the problem of destructive and inconvenient of the traditional quality detection method and realize quality online monitoring.Firstly,machine vision and automatic weighing were employed to monitor the color and moisture content changes of jujube slices in real-time.Secondly,correlation models between color parameter(a^(*)value)and nutritional quality attributes(vitamin C,reducing sugar)were established to predict vitamin C and reducing sugar content of jujube slices during the drying process.Finally,the upper computer monitoring software was integrated and designed based on LABVIEW virtual instrument,and the real-time monitoring system was tested and validated.Results showed that:the changing trends of color(L^(*),a^(*),and b^(*)values)monitored by the system were basically the same as the results detected by color difference meter,and the average errors of L^(*),a^(*),and b^(*)values were 0.93,0.52,and 0.73,respectively.The average relative error of moisture content between the system monitoring and manual static detection was 0.18%.The average error of vitamin C and reducing sugar content between the system prediction and manual detection were 50 mg/100 g in dry basis and 0.71g/100 g in dry basis,respectively.The current work can provide a useful reference for real-time monitoring of quality attributes of fruits and vegetables during the drying process.

关键词： jujube slice quality attributes real-time monitoring system drying process

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LW-NIR hyperspectral imaging for rapid prediction of TVC in chicken flesh

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2019年第3期12卷 180-186页

作者： Hui Wang Hongju He Hanjun Ma Fusheng Chen zhuangli Kang Mingming zhu Zhengrong Wang Shengming Zhao rongguang zhu School of Food Science Henan Institute of Science and TechnologyXinxiang 453003HenanChina Henan Institute of Science and Technology Postdoctoral Research BaseXinxiang 453003HenanChina College of Grain Oil and FoodHenan University of TechnologyZhengzhou 450000HenanChina College of Mechanical and Electrical Engineering Shihezi UniversityShihezi 832003XinjiangChina

Total viable count(TVC)is often used as an important indicator for chicken freshness evaluation.In this study,112 fresh chicken flesh samples were acquired after slaughtered and their hyperspectral images were collected in the LW-NIR(900-1700 nm)range.The full LW-NIR spectra(486 wavebands)within the images were extracted and applied to related to reference TVC values measured in different storage periods,using partial least squares regression(PLSR)algorithm,resulting in high correlation coefficients(R)and low root mean square errors(RMSE),for either raw spectra or pretreatment spectra.By using regression coefficients(RC)method,20,18,17 and 20 optimal wavebands were respectively selected from raw spectra,baseline correction(BC)spectra,Savitzky-Golay convolution smoothing(SGCS)spectra and standard normal variate(SNV)spectra and applied for the optimization of original full waveband PLSR model.By comparison,RC-PLSR model based on the SGCS spectra showed a better performance in TVC prediction with RC of 0.98 and RMSEC of 0.35 log10 CFU/g in calibration set,and RP of 0.98 and RMSEP of 0.44 log10 CFU/g in prediction set.At last,by transferring the best RC-PLSR model,the dynamic TVC change during the storage was visualized by color maps to indicate the TVC spoilage degree.The overall study revealed that LW-NIR hyperspectral imaging combined with PLSR could be used to predict the freshness of chicken flesh.

关键词： hyperspectral imaging chicken TVC partial least square regression(PLSR)

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动静结合治疗腕三角软骨损伤

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中医学报 2022年第7期37卷 1566-1570页

作者：朱荣光朱小俊常州市中医医院江苏常州213003 江苏省南通卫生高等职业技术学校江苏南通226600

目的:观察动静结合治疗腕三角软骨损伤的疗效。方法:将60例腕三角软骨损伤患者按就诊先后顺序随机分为动静结合治疗组和对照组,每组各30例。动静结合治疗组采取推拿手法加功能锻炼结合医用硬纸板及弹力护腕固定治疗,对照组采取手法复位... 详细信息

目的:观察动静结合治疗腕三角软骨损伤的疗效。方法:将60例腕三角软骨损伤患者按就诊先后顺序随机分为动静结合治疗组和对照组,每组各30例。动静结合治疗组采取推拿手法加功能锻炼结合医用硬纸板及弹力护腕固定治疗,对照组采取手法复位加医用硬纸板固定结合常规药物治疗。2周为1个疗程,休息1~2 d继续下1个疗程,两组均经3个疗程后观察治疗效果。结果:治疗6周后,动静结合治疗组治愈率为76.67%,明显优于对照组的46.67%;P=0.0276<0.05。通过腕关节功能评分、视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)疼痛评分、治愈患者恢复时间比较,治疗组均明显优于对照组(P<0.01)。结论:动静结合治疗腕三角软骨损伤治愈率高,治疗时间短,操作方便。

关键词：腕三角软骨损伤动静结合推拿硬纸板固定

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倒置残差网络结合注意力机制的掺假羊肉分类检测系统构建

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农业工程学报 2022年第20期38卷 266-275页

作者：何东宇朱荣光范彬彬王世昌崔晓敏姚雪东石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室石河子832003

针对羊肉精和染色剂作用下的猪肉掺假羊肉分类检测问题,该研究提出并建立了一种检测速度较快、精度较高的注意力机制结合倒置残差网络模型,同时基于智能手机开发了对应的快速、准确检测应用软件。首先,对羊肉、不同部位猪肉、不同掺假... 详细信息

针对羊肉精和染色剂作用下的猪肉掺假羊肉分类检测问题,该研究提出并建立了一种检测速度较快、精度较高的注意力机制结合倒置残差网络模型,同时基于智能手机开发了对应的快速、准确检测应用软件。首先,对羊肉、不同部位猪肉、不同掺假比例下的猪肉掺假羊肉的原始手机图像,使用数据增强方式进行数据扩充;其次,用倒置残差结构替换残差网络框架中的原有残差结构,以减少网络参数量并加快模型收敛速度,同时,引入注意力机制(Convolutional Block Attention Module,CBAM),利用空间和通道特征对特征权重再分配,以强化掺假羊肉和羊肉之间的特征差异;然后,利用提出的注意力机制结合倒置残差网络(CBAM-Invert-ResNet)对样本进行训练并确定模型参数;最后,将训练好的网络模型移植到智能手机,以实现掺假羊肉的移动端检测。研究结果表明:与ResNet50和CBAM-ResNet50相比,Invert-ResNet50、CBAM-Invert-ResNet50模型的参数量分别减少了58.25%和61.64%,模型大小分别减小了58.43%和61.59%;针对背脊、前腿、后腿和混合部位数据集,CBAM-Invert-ResNet50模型验证集的分类准确率分别为95.19%、94.29%、95.81%、92.96%;把建立的网络模型部署到移动端后,每张图片的检测时间约为0.3 s。该研究可实现对羊肉精和染色剂作用下的不同部位猪肉掺假羊肉的移动端快速、准确分类检测,可为维护市场秩序和保护食品安全提供技术支持。

关键词：图像处理深度学习羊肉掺假注意力机制倒置残差智能手机羊肉精染色剂

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射频辅助热风干燥对红枣脆片质构特性和微观结构的影响

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农业工程学报 2022年第2期38卷 296-306页

作者：牛玉宝姚雪东肖红伟王冬冬郑霞王强朱荣光臧永镇刘欢石河子大学机械电气工程学院石河子832000 农业农村部西北农业装备重点实验室石河子832000 中国农业大学工学院北京100083

为解决热风干燥后枣片表面硬化结壳、酥脆性差的问题,该研究在热风干燥过程中加入射频热处理,研究不同温度(55、65和75℃)枣片质构特性和微观结构的变化规律,并从微观角度探索射频热处理对热风干燥枣片质构变化的影响机理。研究结果表明... 详细信息

为解决热风干燥后枣片表面硬化结壳、酥脆性差的问题,该研究在热风干燥过程中加入射频热处理,研究不同温度(55、65和75℃)枣片质构特性和微观结构的变化规律,并从微观角度探索射频热处理对热风干燥枣片质构变化的影响机理。研究结果表明:干燥过程中,枣片硬度与咀嚼性呈现先下降后上升的变化趋势,弹性、内聚性和回复性的变化趋势则为先上升后下降,而黏附性随着水分比的下降逐渐降低;施加射频热处理后,热风干燥枣片硬度、脆性分别降低12.6%~18.7%,13.8%~20.4%,弹性和内聚性分别增加12.2%~25.3%,5.9%~13.2%;微观图像分析表明,干燥过程中枣片的微观变化主要为两个阶段,前期随着细胞内的水分去除,膨压降低,细胞壁收缩;在第二个阶段当膨压达到最小值时,枣片细胞壁发生更高程度的翘曲和起皱来适应更小的细胞液体积;施加射频热处理后,枣片内部组织排列规则,部分区域出现细微通道以及孔洞的变形、扩张。疏松多孔的组织结构有利于内部水分的迁移扩散,进而改善热风干燥后枣片的酥脆性,微观结构变化能够解释施加射频热处理后枣片硬度、脆性、弹性和内聚性等质构特性变化的产生机理。研究结果可为射频与热风联合干燥枣片技术与工艺的研究以及干燥品质的过程调控提供参考。

关键词：干燥微观结构质构特性射频热处理热风干燥枣片

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穴盘苗取苗机械臂的设计与仿真研究

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农机化研究 2022年第11期44卷 54-58,64页

作者：马晓晓李华周文静田志芳朱荣光新疆科技学院信息科学与工程学院新疆库尔勒841000 岭南师范学院机电工程学院广东湛江524048 农业农村部西北农业装备重点试验室新疆石河子832003

针对目前新疆地区穴盘苗移栽主要以人工取苗为主,机械栽植为辅,劳动强度大、移栽效率低等问题,设计了一种满足穴盘苗移栽农艺要求的4自由度取苗机械臂。采用D-H法建立了取苗机械臂的连杆坐标系和运动学方程,实现了机械臂运动学正解。运... 详细信息

针对目前新疆地区穴盘苗移栽主要以人工取苗为主,机械栽植为辅,劳动强度大、移栽效率低等问题,设计了一种满足穴盘苗移栽农艺要求的4自由度取苗机械臂。采用D-H法建立了取苗机械臂的连杆坐标系和运动学方程,实现了机械臂运动学正解。运用ADAMS软件构建了取苗机械臂虚拟样机简化模型,并进行了虚拟样机仿真试验。试验结果表明:取苗机械臂运行平稳,动作灵活,机械臂系统具有较好的轨迹跟踪能力,取苗轨迹满足夹茎取苗作业要求。研究可为全自动移栽机取苗机械臂的设计提供参考。

关键词：机械臂穴盘苗移栽虚拟样机仿真试验

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基于改进VGG13的冲压件表面缺陷识别方法研究

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机床与液压 2024年第2期52卷 199-203页

作者：刘荣光朱传军成佳闻王林琳湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074

针对现有冲压件制品缺陷检测方法准确率低的问题,分析深度学习的原理与方法,以VGG13网络为基准模型,通过在特征提取层之后增加CBAM模块进行改进,提出5种基于VGG13与CBAM注意力机制模块相结合的网络模型(VGG13-CBAM),将改进后的新模型与... 详细信息

针对现有冲压件制品缺陷检测方法准确率低的问题,分析深度学习的原理与方法,以VGG13网络为基准模型,通过在特征提取层之后增加CBAM模块进行改进,提出5种基于VGG13与CBAM注意力机制模块相结合的网络模型(VGG13-CBAM),将改进后的新模型与改进前原VGG13模型分别在武汉某制造车间采集的冲压件缺陷数据集上进行实验研究。将数据集以6∶2∶2划分为训练集、验证集、测试集,并使用数据增强进一步扩充训练集,增加模型泛化性能,对比数据增强前后效果的提升。实验结果表明:在改进后的VGG13-CBAM03网络与VGG13-CBAM04网络上效果明显提升,测试集正确率由79.65%分别提高到了81.55%和81.40%,在使用数据增强对训练集进行扩充后,测试集正确率分别达到84.25%和84.15%,有效提升了冲压件缺陷检测准确率。

关键词：冲压件缺陷识别 VGG13 数据增强 CBAM模块

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基于双树复小波变换和邻域操作的哈密瓜纹理提取

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农业机械学报 2014年第12期45卷 316-322页

作者：马本学高国刚王宝吕琛张巍朱荣光石河子大学机械电气工程学院石河子832003 新疆兵团农业机械重点实验室石河子832003

为研究哈密瓜表面纹理特征分布规律,采集金密16号9成熟、全熟和金密17号9成熟、全熟共168幅哈密瓜样本图像,对RGB彩色图像的R、G、B分量执行代数运算,转换为灰度图后进行背景分割,然后利用双树复小波变换(DT-CWT)分解图像,获取高频子图... 详细信息

为研究哈密瓜表面纹理特征分布规律,采集金密16号9成熟、全熟和金密17号9成熟、全熟共168幅哈密瓜样本图像,对RGB彩色图像的R、G、B分量执行代数运算,转换为灰度图后进行背景分割,然后利用双树复小波变换(DT-CWT)分解图像,获取高频子图像,并对其执行邻域操作,采用迭代法选取最优阈值完成纹理提取,最后利用灰度差分统计法和纹理频谱分析法描述分析哈密瓜纹理特征,建立基于支持向量机(SVM)的分类模型。研究结果表明,利用DT-CWT和邻域操作相结合的方法可得到更加连续、完整的哈密瓜纹理图像;4种哈密瓜的纹理特征值差异显著,利用纹理特征值分类准确率为89.3%;哈密瓜表面纹理无周期性。

关键词：哈密瓜双树复小波变换邻域操作纹理提取纹理描述

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羊肉在不同储存温度下挥发性盐基氮的变化研究

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食品安全导刊 2022年第26期 98-100,104页

作者：胡亚萍康立超朱荣光吴瑞新疆农垦科学院分析测试中心新疆石河子832000 新疆生产建设兵团食品检验所新疆石河子832000 石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000

挥发性盐基氮(Total Volatile Base Nitrogen,TVB-N)是评价肉类新鲜度的主要参考指标。为揭示新鲜羊肉在不同储存温度下挥发性盐基氮的变化规律,本文通过半微量定氮法对0℃、4℃、10℃和20℃储藏条件下新鲜羊肉挥发性盐基氮的含量随天... 详细信息

挥发性盐基氮(Total Volatile Base Nitrogen,TVB-N)是评价肉类新鲜度的主要参考指标。为揭示新鲜羊肉在不同储存温度下挥发性盐基氮的变化规律,本文通过半微量定氮法对0℃、4℃、10℃和20℃储藏条件下新鲜羊肉挥发性盐基氮的含量随天数的变化进行检测。结果表明,在0℃条件下,羊肉储藏17 d可能会致使挥发性盐基氮含量超标;在4℃条件下,羊肉储藏8 d可能会致使挥发性盐基氮含量超标;在10℃条件下,羊肉储藏4 d可能会致使挥发性盐基氮含量超标;在20℃条件下,羊肉储藏8.09 h可能会致使挥发性盐基氮含量超标。挥发性盐基氮含量随天数逐渐增加,在超过国标规定的15 mg/100 g后,其增速越来越大。

关键词：羊肉挥发性盐基氮储存时间储存温度

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光学在线检测技术在食品品质检测中的应用

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食品工业 2018年第4期39卷 292-296页

作者：阎聪朱荣光黄昆鹏石河子大学机械电气工程学院石河子832003

光学在线检测技术可以对食品品质进行快速、非破坏性的实时检测,是现在研究热点和发展趋势。综述了近红外光谱、机器视觉、多光谱成像技术等潜在的在线检测技术在食品品质检测中的应用,详细介绍了国内外学者在水果、肉类等方面的研究进... 详细信息

光学在线检测技术可以对食品品质进行快速、非破坏性的实时检测,是现在研究热点和发展趋势。综述了近红外光谱、机器视觉、多光谱成像技术等潜在的在线检测技术在食品品质检测中的应用,详细介绍了国内外学者在水果、肉类等方面的研究进展,同时指出目前光学在线检测技术所存在的不足之处,并对今后的光学在线检测技术做了简要展望。

关键词：食品品质在线检测近红外光谱机器视觉多光谱成像

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