CN117368117A - 一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可视化在线评价时间‑温度指示器可靠性的分析方法，应用于食品质量监测技术领域。包括以下步骤：预设时间温度变化方案；将时间‑温度指示器放置于恒温箱中，按照预设方案调节温度；实时采集时间‑温度指示器的温度变化图像；将实时采集的不同阶段的温度变化图像与对应的标准温度变化图像进行颜色相似度计算，得到不同阶段的颜色相似度；基于颜色相似度的计算结果和权重计算可靠性指标；通过可靠性指标评价时间‑温度指示器的可靠性。本发明通过恒温箱内按照预设温度变化方案进行模拟，实时采集图像并对不同阶段分别进行颜色相似度分析从而综合判断时间‑温度指示器的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及食品质量监测技术领域，更具体的说是涉及一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法。
背景技术
随着食品工业的蓬勃发展，消费者对食品安全与营养的更高要求。为了保证食品品质，冷链物流得到了广泛的应用，对冷藏链也提出了具体的温度要求，从生产加工到销售过程中所经历的温度都应低于规定温度。但在冷链物流中，由于环境因素和管理中出现的一些人为因素影响，往往会发生温度波动、脱冷和断冷的现象，对食品质量安全极为不利。为保证食品品质、减少不必要的损失，对冷链运输流通的食品进行温度和保存时间的实时监控至关重要，因此时间-温度指示器(time-temperature indicator，TTI)因其独特的针对性功能应运而生。时间-温度指示器可以监测商品在运输过程中是否符合规定，准确指示商品是否变质，从而避免了传统做法中标明保质期所造成的无法正确指示产品质量的问题。
因食品安全的重要性，时间-温度指示器的可靠性就显得十分重要，因此，需要对时间-温度指示器的可靠性进行分析以保证食品的安全。有的可靠性较差的时间-温度指示器TTI如果温度升高，颜色发生变化，降温后颜色会逆转变化。然而现有的变温试验主要做法为间隔时间后人工拍照并进行对比分析，对比分析采用标准温度颜色，这种方案无法准确模拟特定环境下的食品温度变化过程，并且忽略了时间-温度指示器的缓慢变化过程，评价准确度偏低，会出现数据采集不及时以及对比分析结果不准确的问题。因此，如何提供一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，在恒温箱内按照预设温度变化方案进行模拟，实时采集图像并进行颜色相似度分析从而判断时间-温度指示器的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，包括以下步骤：
S1、预设时间-温度指示器可靠性测试的时间温度变化方案；
S2、将时间-温度指示器放置于恒温箱中，恒温箱按照预设方案调节温度；
S3、实时采集时间-温度指示器的温度变化图像；
S4、将实时采集的不同阶段的温度变化图像与对应的标准温度变化图像进行颜色相似度计算，得到不同阶段的颜色相似度；
S5、基于不同阶段的颜色相似度的计算结果和时间温度变化方案不同阶段的权重计算可靠性指标；
S6、通过可靠性指标评价时间-温度指示器的可靠性。
可选的，时间温度变化方案中的最高温度和最低温度的范围为-10-30℃，时间为72h，时间温度变化方案将时间依次分为三个阶段，每个阶段为24h，一个阶段分为多个子阶段，每个子阶段的时间相同。
可选的，S4具体为：
S41、分别获取实时采集的温度变化图像IA的R、G、B分量的一维归一化颜色直方图HRA、HGA、HBA；
S42、分别获取标准温度变化图像IB的R、G、B分量的一维归一化颜色直方图HRB、HGB、HBB；
S43、计算实时采集的温度变化图像IA和标准温度变化图像IB的颜色相似度S(IA,IB)：
式中，r表示R的一个分量值，g表示G的一个分量值，b表示B的一个分量值。
可选的，S5中可靠性指标c的计算具体为：
c＝w1s1+w2s2+w3s3
式中，s1为第一阶段的颜色相似度，w1为第一阶段的相似度权重，s2为第二阶段的颜色相似度，w2为第二阶段的相似度权重，w3为第三阶段的颜色相似度，s3为第三阶段的相似度权重。
可选的，S5不同阶段的权重确定方案为：为三个阶段分别赋予重要标度计算得到判断矩阵，对判断矩阵进行一致性检验，如果一致性符合标准则对判断矩阵进行归一化得到权重矩阵，将权重矩阵中的元素分别作为三个阶段的权重值。
可选的，标准温度变化图像为固定温度下的时间-温度指示器在0-72h内的温度变化图像，标准温度变化图像包括多个固定温度。
可选的，时间-温度指示器通过中空铝锭放置于恒温箱中，中空铝锭表面设置有凹槽用于放置时间-温度指示器。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，具有以下有益效果：本发明通过预设的温度变化方案模拟实际运输过程中可能会出现的复杂温度变化对时间-温度指示器进行测试，避免了可靠性不足的时间-温度指示器出现变色逆变化问题；实时采集图像并与标准温度时间变化图像进行对比分析，分析的过程涉及多个阶段，通过相似度和可靠性指标进行判断，提高判断准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的时间-温度指示器可靠性分析方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、预设时间-温度指示器可靠性测试的时间温度变化方案；
S2、将时间-温度指示器放置于恒温箱中，恒温箱按照预设方案调节温度；
S3、实时采集时间-温度指示器的温度变化图像；
S4、将实时采集的不同阶段的温度变化图像与对应的标准温度变化图像进行颜色相似度计算，得到不同阶段的颜色相似度；
S5、基于不同阶段的颜色相似度的计算结果和时间温度变化方案不同阶段的权重计算可靠性指标；
S6、通过可靠性指标评价时间-温度指示器的可靠性。
进一步的，时间温度变化方案中的最高温度和最低温度的范围为-10-30℃，时间为72h，时间温度变化方案将时间依次分为三个阶段，每个阶段为24h，一个阶段分为多个子阶段，每个子阶段的时间相同。
进一步的，S4具体为：
S41、分别获取实时采集的温度变化图像IA的R、G、B分量的一维归一化颜色直方图HRA、HGA、HBA；
S42、分别获取标准温度变化图像IB的R、G、B分量的一维归一化颜色直方图HRB、HGB、HBB；
S43、计算实时采集的温度变化图像IA和标准温度变化图像IB的颜色相似度S(IA,IB)：
式中，r表示R的一个分量值，g表示G的一个分量值，b表示B的一个分量值。
进一步的，S5中可靠性指标c的计算具体为：
c＝w1s1+w2s2+w3s3
式中，s1为第一阶段的颜色相似度，w1为第一阶段的相似度权重，s2为第二阶段的颜色相似度，w2为第二阶段的相似度权重，w3为第三阶段的颜色相似度，s3为第三阶段的相似度权重。
进一步的，S5不同阶段的权重确定方案为：为三个阶段分别赋予重要标度计算得到判断矩阵，对判断矩阵进行一致性检验，如果一致性符合标准则对判断矩阵进行归一化得到权重矩阵，将权重矩阵中的元素分别作为三个阶段的权重值。
在本发明的一个实施例中，每个阶段内的多个子阶段也进行权重计算，0-24h作为升温阶段，温度从-10℃开始每3h提高5℃至30℃，之后进行降温至-10℃，在提升至30℃，每个温度升高或者降低的子阶段同样通过S5的权重确定方案赋予重要标度进行计算得到一个阶段的总权重。
进一步的，标准温度变化图像为固定温度下的时间-温度指示器在0-72h内的温度变化图像，标准温度变化图像包括多个固定温度。
在本发明的一个实施例中，在对比时对比同一温度下所有时间的标准温度图像，如果温度变化方案中包括升温后降温，由于可靠性高的时间-温度指示器的颜色不应该进行逆变化，所以升温后降温过程的对比图像以升温温度为标准温度变化图像。
进一步的，时间-温度指示器通过中空铝锭放置于恒温箱中，中空铝锭表面设置有凹槽用于放置时间-温度指示器。
更进一步的，在本发明的一个实施例中，将温度变化过程设置为升温、降温、升温三个阶段，初始温度为-10℃，24h后以每3h提升5℃的速度提升至30℃，之后24h以同等速度降温至-10℃，第三阶段以同等速度升温至30℃，第一阶段的每个子阶段所对应的标准图像分别采用-10℃、0℃、5℃、10℃、20℃、30℃条件下不同时间的图像，第二阶段的标准图像采用30℃条件下的24-48h图像进行对比，第三阶段的标准图像采用30℃条件下的48-72h图像进行对比。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预设时间-温度指示器可靠性测试的时间温度变化方案；
S2、将时间-温度指示器放置于恒温箱中，恒温箱按照预设方案调节温度；
S3、实时采集时间-温度指示器的温度变化图像；
S4、将实时采集的不同阶段的温度变化图像与对应的标准温度变化图像进行颜色相似度计算，得到不同阶段的颜色相似度；
S5、基于不同阶段的颜色相似度的计算结果和时间温度变化方案不同阶段的权重计算可靠性指标；
S6、通过可靠性指标评价时间-温度指示器的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，时间温度变化方案中的最高温度和最低温度的范围为-10-30℃，时间为72h，时间温度变化方案将时间依次分为三个阶段，每个阶段为24h，一个阶段分为多个子阶段，每个子阶段的时间相同。
3.根据权利要求2所述的一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，S4具体为：
S41、分别获取实时采集的温度变化图像IA的R、G、B分量的一维归一化颜色直方图HRA、HGA、HBA；
S42、分别获取标准温度变化图像IB的R、G、B分量的一维归一化颜色直方图HRB、HGB、HBB；
S43、计算实时采集的温度变化图像IA和标准温度变化图像IB的颜色相似度S(IA,IB)：
式中，r表示R的一个分量值，g表示G的一个分量值，b表示B的一个分量值。
4.根据权利要求3所述的一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，S5中可靠性指标c的计算具体为：
c＝w1s1+w2s2+w3s3
式中，s1为第一阶段的颜色相似度，w1为第一阶段的相似度权重，s2为第二阶段的颜色相似度，w2为第二阶段的相似度权重，w3为第三阶段的颜色相似度，s3为第三阶段的相似度权重。
5.根据权利要求4所述的一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，S5不同阶段的权重确定方案为：为三个阶段分别赋予重要标度计算得到判断矩阵，对判断矩阵进行一致性检验，如果一致性符合标准则对判断矩阵进行归一化得到权重矩阵，将权重矩阵中的元素分别作为三个阶段的权重值。
6.根据权利要求1所述的一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，标准温度变化图像为固定温度下的时间-温度指示器在0-72h内的温度变化图像，标准温度变化图像包括多个固定温度。
7.根据权利要求1所述的一种可视化在线评价时间-温度指示器可靠性的分析方法，其特征在于，时间-温度指示器通过中空铝锭放置于恒温箱中，中空铝锭表面设置有凹槽用于放置时间-温度指示器。
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