重組牛肉圖像識別模型的比較研究

王博 楊洪遙 陸逢貴 陳子東 曹振霞 劉登勇

摘 要：以重組牛肉為研究對象，基于機器視覺技術構建3 種深度殘差網絡（deep residual network，ResNet）模型（ResNet-50、ResNet-101、ResNet-152）用于識別重組牛肉，同時應用VGG-16視覺幾何群網絡模型、支持向量機模型以及LeNet-5卷積神經網絡模型，比較分析ResNet模型的識別準確率和響應時間。采集并經過圖像預處理后共得到6 168 張樣品圖像作為實驗樣本，隨機選取其中的4 936 張作為訓練集，剩余1 232 張作為測試集。結果表明：3 種ResNet模型（ResNet-50、ResNet-101、ResNet-152）識別速率較快，準確率高，均可以有效識別重組牛肉，且卷積層越多，準確率越高，其中ResNet-50模型識別準確率達到較高水平，且測試時間僅需0.45 s，能夠準確、快速地識別重組牛肉。

關鍵詞：重組牛肉;識別;卷積神經網絡;深度殘差網絡

Abstract： Three deep residual network （ResNet） models （ResNet-50， ResNet-101 and ResNet-152） to quickly identify restructured meat were built based on machine vision technology， and they were comparatively analyzed for recognition accuracy and response time applying visual geometry group network （VGG-16） model， support vector machine （SVM） model and LeNet-5 convolution neural network model. Images of restructured beef steak samples were collected and preprocessed. As a result， a total of 6 168 images were obtained for this research， 4 936 of which were randomly selected as the training group， and the remaining 1 232 were used as the test group. The results showed that all the three ResNet models could fast and accurately identify restructured beef steak. With more convolution layers， the accuracy was higher. The ResNet-50 model exhibited higher recognition accuracy with testing time of only 0.45 s and it was a better one to accurately and quickly identify recombined ground beef.

Keywords： restructured beef; recognition; convolutional neural network; deep residual network

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200521-133

中圖分類號：TS251.52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）07-0013-05

引文格式：

王博， 楊洪遙， 陸逢貴， 等. 重組牛肉圖像識別模型的比較研究[J]. 肉類研究， 2020， 34（7）： 13-17. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200521-133.? ? http：//www.rlyj.net.cn

WANG Bo， YANG Hongyao， LU Fenggui， et al. Comparative study on image recognition models for restructured beef[J]. Meat Research， 2020， 34（7）： 13-17. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200521-133.? ? http：//www.rlyj.net.cn

重組肉是指通過機械和添加輔料使肌肉中的肌原纖維蛋白析出，然后利用添加劑的黏合作用使肉糜、肉顆粒或肉塊重新組合，經冷凍后直接出售或經預熱處理保留和完善其組織結構的肉。在我國重組肉種類較多，如重組牛排、培根等，產量也極大。碎肉塊經過黏合劑及香精、香料處理后，具有口感豐富、肉質鮮嫩等特點[1]。目前，由于國內市場上存在重組肉及其制品生產標準不夠完善、相關監管部門的管理力度欠缺等問題，導致一些不法生產者在實際生產中為牟取利益，用劣質碎肉原料取代優質原料，嚴重者直接以低價肉取代高價肉，如以碎鴨肉添加香精、香料仿制重組牛排，不僅損害了消費者利益，而且對市場的良性發展造成極大的安全隱患[2-3]。

因此建立快速、準確識別重組碎肉的方法，對規范市場秩序和指導消費者準確選購均具有重要意義。