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基于IGS-SVM模型的牛肉生理成熟度预测方法

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食品科学 2019年第15期40卷 71-77页

作者：季方芳吴明清赵阳陈坤杰南京农业大学工学院

生理成熟度是判定牛肉质量等级的重要指标,本实验建立一种通过改进的网格搜索(improved grid search,IGS)算法优化支持向量机(supportvectormachine,SVM)参数的模型,以实现牛肉的生理成熟度的预测。收集18、36、54、72月龄的牛肉样本各2... 详细信息

生理成熟度是判定牛肉质量等级的重要指标,本实验建立一种通过改进的网格搜索(improved grid search,IGS)算法优化支持向量机(supportvectormachine,SVM)参数的模型,以实现牛肉的生理成熟度的预测。收集18、36、54、72月龄的牛肉样本各25个,共计100个。利用机器视觉,采集样本的显微图像,经过图像处理后,提取不同生理成熟度牛肉的肌纤维特征参数,用统计学方法分析牛肉生理成熟度和肌纤维特征参数之间的相关性,并以肌纤维特征参数作为输入,利用76个训练集样本,建立牛肉生理成熟度的SVM预测模型。为优化所建立的SVM模型,提出一种IGS算法,用其对SVM模型的约束参数C以及核函数参数g进行优化,结合留一交叉验证法得到最优的(C,g)参数组合,并将最佳参数代入分类器,得到优化的牛肉生理成熟度预测模型。用24个测试集的独立样本检测模型的适用性并估测性能,结果表明:利用该模型对牛肉生理成熟度预测的准确率可达到91.67%;与传统网格搜索算法相比,IGS算法使得模型在训练时间上缩短了1 755.41 s。这表明所建立的模型具有较好的预测效果,也说明根据牛肉肌纤维的特征参数结合机器视觉及图像分析技术,对牛肉生理成熟度进行自动判定的方法是可行的。

关键词：牛肉生理成熟度支持向量机预测模型

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大理石花纹、生理成熟度对牛肉品质的影响

食品科学 2006年第12期27卷 114-117页

作者：汤晓艳周光宏徐幸莲中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所北京100081 南京农业大学农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室江苏南京210095

依据我国农业行业标准《牛肉质量等级》,对不同大理石花纹和不同生理成熟度的牛肉品质进行试验分析,研究显示,大理石花纹对蒸煮损失有显著影响(p<0.05),对pH和剪切力值无显著影响,大理石花纹越丰富,蒸煮损失越小;生理成熟度对pH和蒸煮... 详细信息

依据我国农业行业标准《牛肉质量等级》,对不同大理石花纹和不同生理成熟度的牛肉品质进行试验分析,研究显示,大理石花纹对蒸煮损失有显著影响(p生理成熟度对pH和蒸煮损失有显著影响(p生理成熟度的变老,即牛龄增加,牛肉的蒸煮损失和剪切力值呈增大趋势。

关键词：大理石花纹生理成熟度牛肉品质

体格和生理成熟度对青少年男子篮球运动员身体素质的影响

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体育学刊 2014年第4期21卷 130-134页

作者：王成军中北大学体育学院山西太原030051

研究了54名生活年龄在15~16岁之间的男子篮球运动员的体格和生理成熟度对身体素质的影响。体格指标选择身高和体重，生理成熟度通过临床检查评估。针对身体素质的7项测试内容分别为：30 m跑、坐位体前屈、十字跳、20 m＆#215;28折返跑、... 详细信息

研究了54名生活年龄在15~16岁之间的男子篮球运动员的体格和生理成熟度对身体素质的影响。体格指标选择身高和体重，生理成熟度通过临床检查评估。针对身体素质的7项测试内容分别为：30 m跑、坐位体前屈、十字跳、20 m＆#215;28折返跑、60 s仰卧起坐、坐姿双手胸前传球和半蹲跳。不同生理成熟度的篮球运动员之间采用协方差分析进行比较（控制生活年龄），身体素质与体格、生理成熟度的关系采用多元线性回归分析。研究结果表明，身体素质在很大程度上与生理成熟度无关；生活年龄对4项身体素质（坐位体前屈、十字跳、20 m×28折返跑、坐姿双手胸前传球）有明显的预测作用，生理成熟度仅对20 m×28折返跑和半蹲跳有明显的预测作用，体重和体重×身高交互作用分别与20 m×28折返跑和半蹲跳呈负相关。

关键词：运动生理学体格生理成熟度青少年男子篮球运动员身体素质

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机器视觉技术在牛肉生理成熟度检测中的应用

河北农业大学学报 2017年第6期40卷 119-124页

作者：李岩刘波陈怡帆河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071001 华北电力大学(保定)机械工程系河北保定071000

在牛肉生理成熟度的检测中,脊椎骨末端软骨区域的正确分割和软骨区域特征参数的选取是非常重要的2个步骤,将直接影响检测的准确度。本研究首先对采集到的脊骨图像进行预处理将其转换为二值图像,然后利用几何不变矩及Hopfield神经网络完... 详细信息

在牛肉生理成熟度的检测中,脊椎骨末端软骨区域的正确分割和软骨区域特征参数的选取是非常重要的2个步骤,将直接影响检测的准确度。本研究首先对采集到的脊骨图像进行预处理将其转换为二值图像,然后利用几何不变矩及Hopfield神经网络完成对软骨区域的自动分割和识别,并选取内角方差、凹凸度和区域密集性作为牛肉生理成熟度的评判标准。在对生理成熟度分别为A、B、C、D、E级的各20具牛肉样本进行实验检测的过程中,平均准确率达到了92%。结果表明:该方法可以有效的消除牛肉切割过程中产生的骨屑及脂肪粒对于检测结果的影响,具有较好的检测效果。

关键词：自动检测生理成熟度图像识别几何特征参数

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中国黄牛生理成熟度的初步研究

食品科技 2003年第Z1期28卷 48-51页

作者：李春保周光宏徐幸莲王俊刘源南京农业大学农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室南京210095

本试验从骨龄与齿龄的关系、脊椎棘突的化学组成(灰分、钙和磷)与生理成熟度的关系以及胸椎棘突软骨的显微结构变化三个方面对中国黄牛的生理成熟度进行了初步的研究.结果表明:根据中国判定的骨龄与齿龄之间总体上一致性较好;胸椎棘突... 详细信息

本试验从骨龄与齿龄的关系、脊椎棘突的化学组成(灰分、钙和磷)与生理成熟度的关系以及胸椎棘突软骨的显微结构变化三个方面对中国黄牛的生理成熟度进行了初步的研究.结果表明:根据中国判定的骨龄与齿龄之间总体上一致性较好;胸椎棘突软骨、腰椎棘突和脊椎棘突中灰分、钙和磷含量与生理成熟度的增加而增加,尤其是胸椎棘突软骨中的化学组成与生理成熟度呈线形关系;扫描电镜观察发现胸椎棘突软骨显微结构随生理成熟度发生明显变化.本试验结果进一步说明骨龄能够较为准确地反映生理成熟度的变化.

关键词：生理成熟度化学组成显微结构脊椎棘突中国黄牛

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中国黄牛生理成熟度和大理石花纹预测

畜牧与兽医 2006年第10期38卷 32-34页

作者：潘超彭增起周光宏南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

运用通径分析原理,对2 252头牛的脊椎骨质化程度、门齿状况和大理石花纹进行了研究,以找出脊椎骨质化程度、门齿状况判断的生理成熟度、大理石花纹之间的相互关系。结果表明:胸椎的骨质化程度是预测生理成熟度的主要因素;荐椎愈合程度... 详细信息

运用通径分析原理,对2 252头牛的脊椎骨质化程度、门齿状况和大理石花纹进行了研究,以找出脊椎骨质化程度、门齿状况判断的生理成熟度、大理石花纹之间的相互关系。结果表明:胸椎的骨质化程度是预测生理成熟度的主要因素;荐椎愈合程度对生理成熟度的直接作用较小,但其通过和腰椎愈合程度的交互作用对生理成熟度的间接作用较大;大理石花纹和脊椎骨质化程度、门齿状况判断的生理成熟度之间的相关性不明显,牛胴体的脊椎骨质化程度和门齿状况并不能充分反映大理石花纹的丰富程度。

关键词：通径分析生理成熟度大理石花纹

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中国黄牛生理成熟度研究

中国黄牛生理成熟度研究

作者：李春保南京农业大学

学位级别：硕士

本试验从骨龄与齿龄的关系、脊椎棘突组成与生理成熟度的关系和软骨微观结构变化与生理成熟度的关系三个方面对中国黄牛的生理成熟度进行了较为系统的探索研究，本研究的创新点在于：(1)通过胸椎棘突末端软骨中灰分含量测定，得出骨质... 详细信息

本试验从骨龄与齿龄的关系、脊椎棘突组成与生理成熟度的关系和软骨微观结构变化与生理成熟度的关系三个方面对中国黄牛的生理成熟度进行了较为系统的探索研究，本研究的创新点在于：(1)通过胸椎棘突末端软骨中灰分含量测定，得出骨质化程度与齿龄的对应关系，证实了中国骨龄标准的科学性;(2)通过胸椎棘突末端软骨微观结构的观察，更清楚地认识了中国黄牛胸椎棘突末端软骨的骨质化特点。骨龄与齿龄的关系：在屠宰线和分割线上分别对1204头不同品种的中国黄牛进行齿龄和骨龄[包括中国(CHN)骨龄和美国(USDA)骨龄]判定。采用Kappa统计和McNemar's检验分析骨龄与齿龄之间的吻合性。结果表明：(1)1204头试验牛中，29.2％的年龄不超过24月龄，96.7％年龄不超过72月龄，平均年龄为41月龄。(2)总体上，55.1％胴体的CHN骨龄和60.8％胴体的USDA骨龄与齿龄吻合。CHN骨龄与齿龄吻合性为：24月龄以内，40.3％;24月龄以上，61.3％。杂交牛和秦川牛的CHN骨龄与齿龄的吻合度(分别为60.4％和58.8％)比鲁西牛(46.4％)高(P＜0.01)。USDA骨龄与齿龄吻合性：30月龄以内，88.3％;30月龄以上，45.3％。而USDA骨龄与齿龄的吻合度杂交牛最高(76.3％)，秦川牛最低(48.9％)，鲁西牛居中(58.3％)(P＜0.01)。(3)Kappa统计(Overall kappa值分别为0.42和0.43)表明CHN骨龄和USDA骨龄都与齿龄中等程度(Moderately)吻合。McNemar's检验(P＜0.001)表明骨龄评定方法和齿龄评定方法之间存在差异，对于48月龄以内的胴体，CHN骨龄倾向于比齿龄大，而48月龄以上的胴体，CHN骨龄倾向于比齿龄小。对于30～72月龄胴体，USDA骨龄倾向于比齿龄小，而72月龄以上的胴体，USDA骨龄倾向于比齿龄大。(4)通过对CHN骨龄判定标准的生理成熟度A和B合并，1204头中国黄牛的CHN骨龄与齿龄的吻合程度有明显的提高。鉴于品种对骨龄和齿龄的吻合性有影响，在进行CHN骨龄判定时，应结合肋骨的形状和颜色加以辅助判断，以进一步提高CHN骨龄判定的准确性。生理成熟度与脊椎棘突组成的关系：69个胴体的荐椎棘突、腰椎棘突和胸椎棘突末端软骨用于灰分、钙和磷含量的测定。钙的测定采用高锰酸钾滴定法，磷的测定采用磷钼酸比色法。结果表明，以湿重(鲜骨重)计，荐椎棘突和腰椎棘突中灰分、钙和磷含量随生理成熟度(骨质化程度和齿龄)增加而呈增加趋势，但在统计学上无明显差异(P＞0.05);胸椎棘突末端软骨中灰分、钙和磷含量随生理成熟度(骨质化程度和齿龄)增加呈线性增加，能够很好地反映生理成熟度的变化。以灰重(总灰分重)计，荐椎和腰椎棘突中钙和磷含量及钙磷比均保持相对稳定，分别维持在37％、17％和2.2左右，而胸椎棘突末端软骨中钙、磷和钙磷比有明显变化，不能很好地反映生中国黄牛生理成熟度研究理成熟度的变化。根据胸推棘突末端软骨中灰分含量得出骨质化程度与齿龄之间存在如T对应关系:0%与14一24月龄、10%与34一38月龄、20一30%与43一49月龄、40%与55一66月龄。这种对应关系对增加骨龄判定的准确性，提高骨龄与齿龄的吻合性具有指导意义。生理成熟度与胸推棘突末端软骨微观结构的关系:以不同年龄的黄牛的第三胸推棘突末端软骨为对象，研究了胸推棘突末端软骨的微观结构变化与生理成熟度的关系。新鲜软骨取自刚宰后的胭体，样品用3%戊二醛溶液在0一4℃保存，再经过脱水、呈换、干燥、镀膜等处理后进行扫描电镜观察。结果表明:18月龄左右时，杂交牛和普西牛的胸推棘突末端软骨均没有出现钙化;24月龄左右时，杂交牛、普西牛和秦川牛软骨已开始钙化，并出现零星的钙盐结晶，胶原纤维相互聚集;36月龄时，鲁西牛和秦川牛的软骨，胶原纤维进一步浓缩形成胶原纤维束，大量的钙盐沉积在胶原纤维束周围;48月龄时，胶原纤维束进一步压缩形成薄片状结构(骨小梁的雏形)。60月龄时，薄片结构更加明显，骨化程度增加;84月龄时，软骨已完全钙化，骨小梁结构形成.根据胸推棘突末端软骨的微观结构随生理成熟度的变化情况得知，中国黄牛胸推棘突末端软骨在24月龄左右开始骨化，到84月龄已完全骨化。本研究结果一

关键词：中国黄牛生理成熟度骨组成微观结构

基于图像处理技术的牛肉生理成熟度预测方法研究

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基于图像处理技术的牛肉生理成熟度预测方法研究

作者：季方芳南京农业大学

学位级别：硕士

最近十几年来,国内的饮食消费结构发生了很大变化,随着人们对高品质生活的追求,高质量牛肉的市场需求越来越大。在对宰后牛胴体或已分割的肉块进行质量等级评定时,生理成熟度是重要的评定指标,因此,研究出一种可以在屠宰或加工过程中对... 详细信息

最近十几年来,国内的饮食消费结构发生了很大变化,随着人们对高品质生活的追求,高质量牛肉的市场需求越来越大。在对宰后牛胴体或已分割的肉块进行质量等级评定时,生理成熟度是重要的评定指标,因此,研究出一种可以在屠宰或加工过程中对牛肉进行生理成熟度判定的方法对于完善牛肉的质量等级评定系统具有有效意义。通过对国内外关于牛肉的生理成熟度预测研究的现状进行综合分析,发现不同生理成熟度的牛肉在外观特征及内部组织结构上都具有差别。本文采集了牛肉的彩色图像及牛肉肌纤维的显微图像,经过图像处理技术获取牛肉彩色图像和肌纤维显微图像中的几何特征量,基于几何特征量建立牛肉生理成熟度的预测模型,并对比了不同的模型参数优化算法下的模型预测性能。主要的研究内容和结论如下:(1)采集了 4种不同生理成熟度的牛肉样本肌纤维的显微图像,通过Image-Pro Plus软件对牛肉肌纤维显微图像进行处理并提取出牛肉肌纤维的直径特征、周长特征及密度特征;对肌纤维的特征参数进行统计分析,分析结果显示,牛肉肌纤维的直径和周长特征与其生理成熟度呈正相关关系,相关系数分别为0.8967和0.9891,肌纤维的密度特征与其生理成熟度呈负相关关系,相关系数为0.9972;皮尔森相关系数分析结果表明,肌纤维密度特征与肌纤维周长和肌纤维直径特征之间呈负相关关系,相关系数分别为-0.705和-0.604;基于牛肉肌纤维的直径、周长和密度特征分别建立单一特征输入量的线性模型,其生理成熟度预测准确率分别为66.67%,83.33%和87.50%。(2)通过图像在线采集平台获取了不同生理成熟度的牛肉样本的彩色图像,经过图像预处理包括灰度化、滤波降噪、图像锐化增强以及阈值分割、二值化、腐蚀及膨胀处理、牛眼肌区域提取及边缘检测等操作提取出牛肉大理石花纹的面积及周长特征;对大理石花纹的特征参数进行统计分析,分析结果显示,牛肉大理石花纹的面积和周长特征与其生理成熟度呈正相关关系,相关系数分别为0.9985和0.9396;基于牛肉大理石花纹面积和周长特征分别建立单一特征输入量的线性模型,其生理成熟度预测准确率分别为20.83%和25%,模型效果较差;皮尔森相关系数分析结果表明,牛肉的大理石花纹特征与牛肉的肌纤维特征之间相关性较低。(3)基于多个特征输入量建立预测牛肉生理成熟度的支持向量机模型。针对支持向量机模型的惩罚参数C及核函数参数g的寻优,在交叉验证思想下,依次使用网格搜索法、改进网格搜索法、遗传算法和粒子群算法实现参数寻优,不同寻优算法结果显示,改进的网格搜索法优化参数后的支持向量机模型分类准确率及寻优时间的综合效果最佳,适用于本研究的牛肉生理成熟度预测模型。(4)基于改进的网格搜索法,综合牛肉大理石花纹的面积和周长特征建立支持向量机模型,测试集的预测结果显示,该模型对生理成熟度的预测准确率为54.17%,模型效果优于输入量为大理石花纹单一特征的线性模型;综合牛肉肌纤维的直径、周长及密度特征建立支持向量机分类模型,该模型对测试集的生理成熟度预测结果显示,预测准确率为83.33%,模型效果稍稍优于输入量为肌纤维的单一特征的线性模型;进一步地,综合牛肉大理石花纹的特征及肌纤维的特征建立多特征输入的支持向量机模型,该模型对测试集生理成熟度的预测准确率达到95.83%,模型效果优于上述其它模型。

关键词：牛肉生理成熟度特征提取图像处理预测模型

中国黄牛生理成熟度与脊椎棘突化学组成变化关系的研究

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黄牛杂志 2003年第3期29卷 4-8页

作者：李春保周光宏徐幸莲南京农业大学食品学院肉类研究室江苏南京210095

本试验研究了中国黄牛生理成熟度与脊椎棘突化学组成变化的关系。结果表明 ,以湿重计 ,荐椎和腰椎棘突中灰分和钙含量随生理成熟度 (骨质化程度和齿龄 )增加而增加 ,磷含量变化不明显 ;胸椎棘突软骨中灰分、钙和磷含量随生理成熟度 (骨... 详细信息

本试验研究了中国黄牛生理成熟度与脊椎棘突化学组成变化的关系。结果表明 ,以湿重计 ,荐椎和腰椎棘突中灰分和钙含量随生理成熟度 (骨质化程度和齿龄 )增加而增加 ,磷含量变化不明显 ;胸椎棘突软骨中灰分、钙和磷含量随生理成熟度 (骨质化程度和齿龄 )增加呈线形变化。以灰重计 ,荐椎和腰椎棘突中钙和磷含量及钙磷比均保持相对恒定 ,分别接近 37% ,1 7%和2 .2 ,而胸椎棘突软骨中却有明显变化。根据胸椎棘突软骨中灰分含量分析发现 ,骨质化程度与齿龄之间存在对应关系 ,这种对应关系对提高骨龄判定的准确性具有指导意义。

关键词：中国黄牛生理成熟度脊椎棘突化学组成组成变化关系