DE60010499T2

DE60010499T2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der eigenschaften von lebensmitteln oder tierfutter

Info

Publication number: DE60010499T2
Application number: DE60010499T
Authority: DE
Inventors: Waaben Per HANSEN
Original assignee: Foss Analytical AS
Current assignee: Foss Analytical AS
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: CA2387756A1; DK1226431T3; AU768044B2; BR0014974A; ATE266199T1; WO2001029557A2; US6600805B2; BRPI0014974B1; EP1226431B1; NZ518315A; DE60010499D1; EP1226431A2; CA2387756C; AU7902700A; WO2001029557A3; US20020168046A1; ES2215734T3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenstrahlanalyse und, genauer gesagt, die Bestimmung von Eigenschaften von Nahrung bzw. Lebensmittel oder Futter bzw. Tierfutter, wie beispielsweise den Fettgehalt von Fleisch.
Stand der Technik
Eine Röntgenstrahlanalyse zum Bestimmen des Fettgehalts von Fleisch ist seit mehreren Jahren bekannt gewesen. Solche Beispiele sind in zahlreichen Dokumenten beschrieben. Die US 4,168,431 (Henriksen) offenbart eine Mehrfachpegel-Röntgenstrahlanalyse zum Bestimmen eines Fett-Prozentsatzes. Die Vorrichtung enthält wenigstens drei Röntgenstrahlen bei unterschiedlichen Energiepegeln. Die DK PS 172 377 B1 offenbart eine Erfassungseinrichtung für Röntgenstrahlen sowie ein System zur Bestimmung von Eigenschaften eines Elements unter Verwendung von Röntgenstrahlen. Das System arbeitet auf einem einzigen Energiepegel und wendet zwei Erfassungseinrichtungen an, die durch ein Röntgenstrahl-Dämpfungsmaterial separiert sind.
WO 92/05703 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Nahrungsprodukten. Das Positionieren von geeigneten Schnitten wird durch eine Verwendung einer Röntgenstrahlabtastung geführt, die die Verteilung eines Gewebetyps im Produkt zeigt. US 5,585,603 offenbart ein Verfahren und ein System zum Wiegen von Objekten unter Verwendung von Röntgenstrahlen. Eine kontinuierliche Röntgenstrahlanalyse für ein Fleischmischsystem ist aus US 4,171,164 (Groves et al) bekannt. Die Prozentsätze von Fett in zwei Fleischströmen werden durch Führen eines Strahls von polychromatischen Röntgenstrahlen durch die Ströme, durch Messen von sowohl des einfallenden als auch des gedämpften Strahls bestimmt. Die US 4,504,963 offenbart eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zum Bestimmen des Prozentsatzes von Fett in einer Fleischprobe unter Verwendung von Röntgenstrahlungstechniken. Eine automatische Kalibrierung wird durch Verwenden von drei einfallenden Strahlen erhalten, die alle auf demselben Energiepegel sind. Ein Gültigmachen einer Körperzusammensetzung durch eine Röntgenstrahlabsorptiometrie mit dualer Energie ist in Clinical Physiology (1991) 11, 331–341 (J. Haarbo, A. Gotfredsen, C. Hassager und C. Christiansen) beschrieben. Weitere Studien über Körper sind in Am. J. Clinical Nutrition 1993: 57:605–608 (Ole Lander Svendsen, Jens Haarbo, Christian Hassager und Claus Christiansen) berichtet.
Letztens ist über eine Analyse von Fleisch in Meat Science Vol. 47, No 1/2, 115–124, 1997 (A. D. Mitchell, M. B. Solomon & T. S. Rumsey) berichtet worden. Eine ernstzunehmende Studie über Schweinefleisch-Rümpfe bzw. frisches Schweinefleisch unter Verwendung einer Röntgenstrahlabsorptiometrie mit dualer Energie wurde von P. Elowsson et al (1998) J. Nutr. 128 1543–1549, An Evaluation of Dual-Energie X-Ray Absorptiometry and Underwater Weighing to estimate Body Composition by means of carcass Analysis in Piglets (p. 1543, I. & r. col.; p. 1544, I. col.; p. 1547, I. col.) berichtet. Über eine weitere Analyse über frisches Schweinefleisch wird von Mitchell et al., J. Anim. Sci: (1998), vol. 76, S. 2104–2113 berichtet. Jedoch wird auf der Seite 2113 dieser Analyse insbesondere geschlussfolgert, dass die Röntgenstrahlanalyse zu langsam für eine Kompatibilität mit einer Online-Verarbeitung ist. Nichts aus dem oben angegebenen Stand der Technik hat bislang zu einer effizienten Vorrichtung geführt, die die Notwendigkeiten in einem Schlachthof erfüllt.
Allgemein zeigt der Stand der Technik Schwierigkeiten beim Messen von Schichten von variierender Dicke, und zwar insbesondere bei dünnen Schichten, die benachbart zu dicken Schichten sind. Weiterhin ist der Stand der Technik nicht dazu fähig, so schnell zu messen und Ergebnisse zu liefern, wie es erforderlich ist, um für eine Online-Verarbeitung nützlich zu sein. Die gegenwärtig in den meisten Schlachthöfen angewendete Vorrichtung ist ein kontinuierliches Fett-Analysegerät (Wolfking A/S, Dänemark) und Infratec 1265 (Foss Tecator AB, Schweden), die eine NIR-Technologie verwenden. Ebenso wird Anyl-Ray (The Kartridg Pak Co., Iowa) angewendet, welches einen Röntgenstrahl mit einer einzigen Energie bei einer Probe mit einem gut definierten Gewicht oder Volumen verwendet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine schnellere und genauere Bestimmung als bisher bekannt des Fettgehalts in Nahrungsmittel- oder Tierfutterprodukt ermöglichen, wie beispielsweise bei einem Stapel von Fleischschnitzeln, was eine Erzeugung von spezifischen Produkten (wie beispielsweise von Würsten oder zerhacktem Fleisch) mit einem erwünschten Fettgehalt zulässt, welche genauer sind, als es gegenwärtig möglich ist.
Die vorliegende Erfindung wendet auch eine Regressionsanalyse und eine mehrdimensionale Kalibrierung an. Eine solche Analyse ist z.B. aus der WO 95/16201 des Anmelders bekannt, die die Bestimmung von Wasser von außen in Milchproben unter Verwendung einer Regressionsanalyse und einer mehrdimensionalen Kalibrierung offenbart. Weiterhin offenbart die WO 98/43070 des Anmelders eine Messung von Aceton in Milch unter Verwendung einer IR-Spektroskopie und einer mehrdimensionalen Kalibrierung. Die US 5,459,677 offenbart einen Kalibrierungstransfer für analytische Instrumente. Die WO 93/06460 des Anmelders offenbart ein Infrarot- Dämpfungsmesssystem einschließlich einer Datenverarbeitung basierend auf mehrdimensionalen Kalibrierungstechniken und die US 5,252,829 des Anmelders offenbart eine Bestimmung von Harnstoff bzw. Carbamid in Milch mit einer verbesserten Genauigkeit unter Verwendung von wenigstens einem Teil eines Infrarotspektrums.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Eigenschaften eines Mediums von Nahrung oder Futter, wie beispielsweise des Fettgehalts von Fleisch, durch Verwenden einer dualen Röntgenstrahlabsorptionsmessung, wobei das Medium ein rohes Material von Nahrung oder Futter, ein Produkt oder ein Zwischenprodukt von Nahrung oder Futter oder ein Stapel, eine Probe oder ein Schnitt von demselben ist, wobei das Verfahren folgendes aufweist: – Abtasten von im Wesentlichen des gesamten Mediums durch Röntgenstrahlen mit wenigstens zwei Energiepegeln, einschließlich eines niedrigen Pegels und eines hohen Pegels, – Erfassen der Röntgenstrahlen, die durch das Medium gelaufen sind, für eine Vielzahl von Bereichen (Pixeln) des Mediums, – für jeden Bereich Berechnen eines Werts A_niedrig, der das Absorptionsvermögen in dem Bereich des Mediums bei dem niedrigen Energiepegel darstellt, – für jeden Bereich Berechnen eines Werts A_hoch, der das Absorptionsvermögen in dem Bereich des Mediums bei dem hohen Energiepegel darstellt, gekennzeichnet durch Erzeugen einer Vielzahl von Werten für jeden Bereich, die Produkte vom Typ A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m sind, wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen oder Null sind, und Vorhersagen der Eigenschaften des Mediums in diesem Bereich durch Anwenden eines Kalibrierungsmodells auf die Vielzahl von Werten, wobei das Kalibrierungsmodell Beziehungen zwischen der Vielzahl von Werten und Eigenschaften des Mediums definiert.
Der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist eine genauere Bestimmung der Eigenschaften, wie beispielsweise des Fettgehalts im Medium. Die Genauigkeit wird gegenüber dem Stand der Technik insbesondere dann verbessert, wenn Schichten von sich ändernden Dicken gemessen werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass unter Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung nahezu das gesamte Produkt anstelle einer Probe gemessen wird. Allgemein wird beim Verwenden einer Abtastung in einem inhomogenen Medium die Extraktion einer Probe einen Fehler einführen, weil die Probe nicht repräsentativ sein kann.
Vorzugsweise enthält die Vielzahl von Werten die Werte A_niedrig ⁿ¹/A_hoch ^m1, wobei n1 und m1 positive ganze Zahlen sind. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Vielzahl von Werten die Werte A_niedrig, A_hoch, A_niedrig ², A_hoch ² und A_niedrig/A_hoch und/oder wenigstens einen der Werte A_niedrig * A_hoch; A_niedrig ² * A_hoch, A_niedrig * A_hoch ² und/oder wenigstens einen der Werte A_niedrig A_hoch; A_niedrig ² * A_hoch; A_niedrig * A_hoch ²; A_niedrig * A_hoch ⁴ und A_niedrig ² * A_hoch ⁴ und/oder wenigstens einen der Werte A_niedrig ²/A_hoch; A_niedrig/A_hoch ² und A_niedrig ²/A_hoch ²; L A_niedrig ³/A_hoch ²; A_niedrig ⁴/A_hoch ²; 1/A_hoch ⁴; A_niedrig ⁴/A_hoch ³, A_niedrig ³/A_hoch ⁴ und A_niedrig ⁴/A_hoch ⁴ enthält.
Praktische Experimente haben bewiesen, dass solche Werte merklich zum Verbessern der Genauigkeit beitragen.
Vorzugsweise wird das Kalibrierungsmodell durch Verwenden eines Regressionsverfahrens erhalten, das in der Gruppe enthalten ist, die eine Hauptkomponentenregression (PCR = Principal Component Regression), eine mehrfache lineare Regression (MLR = Multiple Linear Regression), eine Regression von kleinsten Teil-Fehlerquadraten (PLS = Partial Least Squares) und künstliche neuronale Netze (ANN = Artificial Neural Networks) aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung für die Bestimmung von Eigenschaften eines Mediums, wie beispielsweise des Gehalts einer Komponente im Medium, wobei das Medium ein rohes Material von Nahrung oder Futter, ein Produkt oder ein Zwischenprodukt von Nahrung oder Futter, oder einen Stapel, eine Probe oder einen Schnitt desselben aufweist, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: eine Einrichtung (12, 14) zum Aussenden von wenigstens zwei Röntgenstrahlen (16, 18) bei zwei unterschiedlichen Energiepegeln, eine Einrichtung zum Richten der wenigstens zwei Röntgenstrahlen in Richtung zu und durch das Medium, eine Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (22, 24), die eine Vielzahl von Bereichen abdeckt, zum Erfassen der zwei Strahlen (16, 18) nach einem Laufen durch das Medium, eine Einrichtung (27, 28, 34, 35) zum Übertragen und Umwandeln von Ausgangssignalen von der Erfassungseinrichtung (22, 24) in eine digitale Datengruppe für eine Eingabe zu einer Datenverarbeitungseinrichtung (38) zum Empfangen, Speichern und Verarbeiten der wenigstens zwei Datengruppen, die Röntgenstrahlbilder bei den wenigstens zwei unterschiedlichen Energiepegeln darstellen, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung zum Synchronisieren der wenigstens zwei Datengruppen aufweist und wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung eine Einrichtung zum Berechnen von Werten enthält, die die Absorptionsvermögen (A_niedrig, A_hoch) in jedem Bereich des Mediums bei den wenigstens zwei Energiepegeln darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Werten aufweist, die Produkte vom Typ A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m sind, wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen oder Null sind, und eine Einrichtung zum Vorhersagen der Eigenschaften des Mediums in diesem Bereich durch Anwenden eines Kalibrierungsmodells auf die Vielzahl von Werten, wobei die Kalibrierung Beziehungen zwischen der Vielzahl von Werten und Eigenschaften des Mediums definiert.
Der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist eine schnellere und genauere Bestimmung, welche so schnell ist, dass sie kontinuierlich bei einer Fließbandverarbeitung in einem Schlachthof angewendet werden kann.
Vorzugsweise und gemäß Anspruch 8 ist das Medium auf einem Förderer angeordnet, der sich mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bewegt, und sind die wenigstens zwei Röntgenstrahlen fächerförmig, und wird der Strahl niedrigen Pegels durch ein erstes lineares Feld erfasst, das für die Erfassung des Strahls niedriger Energie bestimmt ist, und wird der Strahl hohen Pegels durch ein zweites lineares Feld erfasst, das für die Erfassung des Strahls hoher Energie bestimmt ist, wobei jeder eine Vielzahl von Pixeln aufweist.
Vorzugsweise und gemäß Anspruch 10 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie wenigstens eine Röntgenstrahlquelle niedriger Energie (12) aufweist, die über dem Medium (20) angeordnet ist, zum Liefern eines fächerförmigen Strahls niedriger Energie (16) der im Wesentlichen die Breite eines Mediums abdeckt, und wenigstens eine Röntgenstrahlquelle hoher Energie (14), die über dem Medium (20) angeordnet ist, zum Liefern eines fächerförmigen Strahls niedriger Energie (16), der die Breite des Mediums (20) abdeckt, und eine erste Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (22), die angeordnet ist, um dem fächerförmigen Strahl niedriger Energie (16) ausgesetzt zu werden, und unter dem Medium (20) angeordnet ist, eine zweite Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (24), die angeordnet ist, um dem fächerförmigen Strahl hoher Energie (18) ausgesetzt zu werden, und unter dem Medium (20) angeordnet ist, und eine elektronische Einrichtung (34, 38, 42), die die Datenverarbeitungseinrichtung (38) enthält und mit den Detektoren (22, 24) kommuniziert und angeordnet ist, um Daten zu speichern und zu verarbeiten, die Signale von der Erfassungseinrichtung (22, 24) darstellen, und die weiterhin eine Einrichtung (10) zum Bewegen des Mediums (20) relativ zu den Röntgenstrahlen (16, 18) oder umgekehrt aufweist.
Vorzugsweise und gemäß Anspruch 11 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung enthält und/oder mit einer Einrichtung kommuniziert, die eine Datenspeichereinrichtung enthält, die ein Kalibrierungsmodell aufweist, das durch Verwendung von mehrdimensionalen Kalibrierungsverfahren vorbereitet ist, wie beispielsweise künstliche neuronale Netzwerke (ANN = Artificial Neural Networks) oder eine PCR-, MLR- oder PLS-Regressionsanalyse.
Vorzugsweise und gemäß Anspruch 12 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie wenigstens zwei Quellen (12, 14) aufweist, die Röntgenstrahlen von zwei unterschiedlichen Energiepegeln aussenden.
Gemäß Anspruch 13 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass die zwei Energiepegel einen niedrigen Energiepegel in einem Bereich zwischen 35 und 75 keV, vorzugsweise zwischen 45 und 70 keV und am meisten bevorzugt um 62 keV, und einen hohen Energiepegel in einem Bereich zwischen etwa 60 und 140 keV, vorzugsweise zwischen 80 und 130 keV und am meisten bevorzugt um 120 keV, aufweisen.
Gemäß Anspruch 14 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Filtereinrichtung aufweist, die in jedem der Strahlen (16, 18) angeordnet ist.
Gemäß Anspruch 15 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Röntgenstrahlquelle und zwei Filtereinrichtungen aufweist, die den Strahl in zwei Strahlen von Röntgenstrahlen bei zwei unterschiedlichen Energiepegeln aufteilt.
Gemäß Anspruch 16 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Einrichtung (12, 14) zum Aussenden von wenigstens zwei Röntgenstrahlen, die Einrichtung zum Richten der wenigstens zwei Röntgenstrahlen und die Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtungen (22, 24) wechselseitig fest sind.
Gemäß Anspruch 17 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Einrichtung (12, 14) zum Aussenden räumlich getrennter fächerförmiger Strahlen (16, 18) aufweist.
Gemäß Anspruch 18 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Erfassungseinrichtungen (22, 24) durch eine szintillierende Schicht bedeckt sind, wie z.B. Cadmiumtellurid, Quecksilberjodid und/oder Gadoliniumoxysulfid.
Gemäß Anspruch 19 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Fördereinrichtung (10) aufweist, die zum Tragen einer Behältereinrichtung (20) angeordnet ist, wie beispielsweise eines Behälters oder eines offenen Kastens, die dazu geeignet ist, eine zufällige Anzahl von Fleischklumpen von verschiedenen Größen unterzubringen, die zu analysieren sind, wobei die Fördereinrichtung angeordnet ist, um die Behältereinrichtung (20) die wenigstens zwei fächerförmigen Röntgenstrahlen (16, 18) durchlaufen zu lassen.
Gemäß Anspruch 20 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Fördereinrichtung (10) aufweist, wobei das Förderband aus einem Material hergestellt ist, das eine geringfügige Absorption von Röntgenstrahlen zeigt, und/oder in zwei separate beabstandete Teile aufgeteilt ist, wobei die Detektoreinrichtung (22, 24) in einem offenen Raum zwischen den zwei Teilen angeordnet ist.
Gemäß Anspruch 21 kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Fördereinrichtung (10) aufweist, die dazu geeignet ist, einen kontinuierlichen Fluss von Fleischklumpen von verschiedenen Größen unterzubringen, die zu analysieren sind, wobei die Fördereinrichtung angeordnet ist, die Fleischklumpen die wenigstens zwei fächerförmigen Röntgenstrahlen (16, 18) durchlaufen zu lassen.
Gemäß Anspruch 22 kann die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9–21 dadurch gekennzeichnet sein, dass sie zum Durchführen der folgenden Schritte angeordnet ist: Abtasten wenigstens eines Abschnitts eines Mediums durch Röntgenstrahlen mit wenigstens zwei Energiepegeln, Speichern von Daten, die wenigstens zwei Röntgenstrahlbilder des Mediums darstellen, Berechnen des Fettgehalts und/oder der Bereichsdichte für alle Stellen (Pixel), die aus dem Abtasten erhalten werden, durch Verwenden von mehrdimensionalen Kalibrierungsmodellen, die in einem zuvor durchgeführten Kalibrierungsschritt erzeugt sind, Multiplizieren des Fettgehalts und der Bereichsdichte bei jeder Stelle, um eine "Fettabbildung" (in g/cm²) der Probe zu erzeugen, Addieren aller Stellen in der "Fettabbildung", um das gesamte Fettgewicht (F_total) der Probe zu ergeben, Addieren aller Bereichsdichten für die Probe zum Ergeben des Gesamtgewichts (W_total) der Probe, Berechnen des durchschnittlichen Fettgehalts der Probe als das Verhältnis F_total/W_total Gemäß Anspruch 23 betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–22, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes aufweist: Vorbereiten einer Vielzahl von Kalibrierungsproben, die aus spezifizierten Nahrungs- oder Futterprodukten bestehen, wie beispielsweise zerhacktem Schweinefleisch, von verschiedenen wohl definierten Höhen und Eigenschaften, Messen der Vielzahl von Kalibrierungsproben in der Vorrichtung, um dadurch Daten zu erhalten, die zwei Röntgenstrahlreaktionen von jeder Probe darstellen, wobei jede Reaktion eine Vielzahl von Pixeln aufweist, und wobei die Daten von jedem Pixel oder der Mittelwert einer Anzahl von benachbarten Pixeln unter Verwendung der folgenden Formeln verarbeitet werden:
oder ähnliche bzw. gleiche Ausdrücke für eine Berechnung von Werten, die das Absorptionsvermögen in einem Bereich des Mediums über einem Pixel oder einer Anzahl von benachbarten Pixeln darstellen,
Erzeugen einer Vielzahl von Werten vom Typ A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m, wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen und/oder Null sind,
Korrelieren – durch Verwenden von mehrdimensionalen Kalibrierungsverfahren, wie beispielsweise von künstlichen neuronalen Netzwerken (ANN = Artificial Neural Networks) oder einer PCR-, MLR- oder PLS-Regression – der Datengruppe für die Gesamtheit/oder eine Vielzahl von Kalibrierungsproben mit den Eigenschaften, die durch eine andere Einrichtung bestimmt sind, wie beispielsweise ein Referenzverfahren, – um eine Anzahl von Kalibrierungskoeffizienten zu bestimmten, Liefern eines Kalibrierungsmodells mit der Anzahl von bestimmten Kalibrierungskoeffizienten.
Vorzugsweise und gemäß Anspruch 24 werden alle Kalibrierungsproben auf eine solche Weise vorbereitet, dass sie homogen und von festen Bereichsdichten sind, und weiterhin durch ein Bilden eines Durchschnitts von jedem der Werte über alle Pixel wenigstens in einem definierten Teil der Bilder.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Vorhersagen des Fettgehalts von Fleisch, welches eine Verwendung eines Kalibrierungsmodells aufweist, das durch ein Verfahren nach Anspruch 23 oder 24 erhalten wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–22, die ein Kalibrierungsmodell aufweist, das durch ein Verfahren nach Anspruch 23 oder 24 bestimmt ist.
Durch Verwenden der vorliegenden Erfindung ist es möglich – genauer und schneller als bislang bekannt – den Fettgehalt einer zufälligen Anzahl von Fleischklumpen (wie beispielsweise Schnitzel oder Schnitte) von verschiedenen Größen in einem Behälter (oder einer ähnlichen Einrichtung zum Umgeben oder Tragen einer Belastung von Fleisch) oder direkt auf einem Förderband zu bestimmen. Die Messung kann innerhalb einer sehr kurzen Zeit, wie beispielsweise in einigen Sekunden, z.B. etwa 4,5 oder 9 Sekunden pro Behälter, durchgeführt werden, wobei jeder Behälter ein Volumen von z.B. etwa 0,1 m³ hat. Vorzugsweise ist ein geringeres Volumen, etwa z.B. 25 kg von Fleisch, in jedem Behälter angeordnet. Demgemäß können das Verfahren und die Vorrichtung für eine Online-Steuerung der Produktion von verschiedenen Fleischprodukten angewendet werden, wie beispielsweise zerhacktes Fleisch, und, genauer gesagt, wo zerhacktes Fleisch aus Fleischstücken von verschiedenen Größen produziert wird.
Gemäß dem besten Wissen des Anmelders sind mehrdimensionale Kalibrierungstechniken niemals auf eine Röntgenstrahlanalyse von Fleisch angewendet worden, und auch nicht auf eine Röntgenstrahlanalyse im Allgemeinen. Die Verwendung von mehrdimensionalen Techniken löst ein spezifisches Problem, das dann vorhanden ist, wenn die Techniken gemäß dem Stand der Technik verwendet werden. Die bekannte Vorrichtung wird äußerst ungenau, wenn bei einer Kombination von dünnen und dicken Schichten gemessen wird. Wenn Fleischklumpen von verschiedenen Größen gemessen werden, wird die Dicke der Schichten, durch welche der Röntgenstrahl durchlaufen muss, merklich von 0 oder nahezu 0 bis zu einem spezifizierten Maximum schwanken. Die Verwendung einer Vielzahl von Werten lässt eine bessere Genauigkeit von solchen Messungen als bislang bekannt zu.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt als ein Beispiel ein System gemäß der Erfindung.
2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Röntgenstrahlvorrichtung gemäß der Erfindung.
3 zeigt eine Simulation eines Systems mit einer Quelle und einer Kombination von zwei Filtern.
4 zeigt einen Querbezug von Röntgenstrahl-Fettvorhersagen gegenüber einem Referenz-Fettgehalt von 32 Kalibrierungsproben beim Durchführen einer einfachen eindimensionalen Regression von A_niedrig/A_hoch gegenüber dem Referenz-Fettgehalt der Proben.
5 zeigt einen Querbezug von Röntgenstrahl-Fettvorhersagen gegenüber einem Referenz-Fettgehalt von 32 Kalibrierungsproben beim Durchführen einer PLS-Kalibrierung mit 5 PLS-Faktoren (basierend auf 11 Variablen) gegenüber dem Referenz-Fettgehalt der Proben.
6 zeigt einen Querbezug von Röntgenstrahl-Bereichsdichten gegenüber einer Referenz-Bereichsdichte von 32 Kalibrierungsproben beim Durchführen einer einfachen eindimensionalen Regression von A_hoch gegenüber den Referenz-Bereichsdichten der Proben.
7 zeigt einen Querbezug von Röntgenstrahl-Bereichsdichten gegenüber einer Referenz-Bereichsdichte von 32 Kalibrierungsproben beim Durchführen einer PLS-Kalibrierung mit 1 PLS-Faktor (basierend auf 2 Variablen) gegenüber den Referenz-Bereichsdichten der Proben.
8 zeigt Fett, das durch einen Röntgenstrahl vorhergesagt ist, bei 99 Stellen einer Fleischprobe.
9 zeigt eine Bereichsdichte, die durch einen Röntgenstrahl vorhergesagt ist, bei 99 Stellen einer Fleischprobe.
10 zeigt Fett (in g/cm²), das durch eine Multiplikation des Fettgehalts (8) mit der Bereichsdichte (9) vorhergesagt wird, bei 99 Stellen einer Fleischprobe.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Messprozess darstellt.
12 zeigt eine typische Fleischprobe in einem Plastikbehälter.
13 zeigt ein typisches Röntgenstrahl-Übertragungsbild bzw. -Sendebild niedriger Energie einer Fleischprobe, wie sie in 12 gezeigt ist.
14 zeigt ein typisches Röntgenstrahl-Übertragungsbild hoher Energie derselben Fleischprobe.
15 ist ein Bild, das eine berechnete Bereichsdichte für jedes einzelne Pixel darstellt.
16 ist ein Bild, das einen berechneten Fettgehalt für jedes einzelne Pixel darstellt.
17 ist ein Bild, das eine berechnete "Fettabbildung" für eine Fleischprobe von 36 % Fett darstellt.
18 zeigt eine Referenz gegenüber einem vorhergesagten Ausdruck für 50 Abtastungen.
Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und Verfahrens
Die folgende Beschreibung offenbart als ein Beispiel ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung von zwei Röntgenstrahlquellen. Die Vorrichtung ist derart entworfen, dass sie in Bezug auf eine Fertigungsstraße in einem Schlachthof entworfen ist. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Messsystems gemäß der Erfindung. 2 stellt das Prinzip der gegenwärtig bevorzugten Röntgenstrahl-Vorrichtung dar. 2 zeigt nur die aktiven Operationsteile des Röntgenstrahlgeräts. Der Klarheit halber sind alle schützenden Schilder oder Abschirmungen und alle Gehäuse aus der Zeichnung gelöscht. Das Gerät weist eine nahe Beziehung zu einem Förderer 10 auf oder ist dort angeordnet. Zwei Röntgenstrahlquellen 12, 14 sind über dem Förderer 10 angeordnet. Aus den zwei Quellen 12, 14 werden Röntgenstrahlen 16, 18 in Richtung zu Detektoren 22, 24 gerichtet, die unterhalb des Förderers angeordnet sind. Der Förderer kann in zwei separate Förderer aufgeteilt sein, die beabstandet sind, um einen freien Durchgang der Röntgenstrahlen zuzulassen und um einen offenen Raum zur Anordnung der Detektoren 22, 24 zu lassen. Alternativ dazu sollte das Förderband aus einem Material hergestellt sein, das ein niedriges Absorptionsvermögen von Röntgenstrahlen zeigt, wie z.B. Polyurethan oder Polypropylen. Die Nahrung oder das Futter, das zu messen ist, ist in einem offenen Behälter oder Kasten 20 angeordnet, der vorzugsweise auch aus einem Material zusammengesetzt ist, das ein niedriges Absorptionsvermögen von Röntgenstrahlen zeigt. Offensichtlich könnten die Quellen bei einer alternativen Anordnung unter dem Förderer angeordnet sein, und die Detektoren über dem Förderer.
Die Betriebsgeschwindigkeit des Förderers ist vorzugsweise im Wesentlichen konstant. Die Elemente, nämlich der Motor 30, der Steuerkasten 33 und die Kabel 32, 39, die durch Phantomlinien in 1 gezeigt sind, zeigen an, dass der Betrieb des Förderers optional durch die Recheneinrichtung 38 gesteuert werden kann. Der Förderer kann eine Positions-Messeinrichtung enthalten, wie z.B. einen Codierer, der an einer Förderer-Antriebswelle eingebaut ist. Eine alternative Einrichtung kann ein Laser oder eine Radarerfassung sein, oder Markierungen am Förderband. Es ist wesentlich für das vorliegende Verfahren, dass die Daten, die die zwei Röntgenstrahl-Bilder darstellen, synchronisiert werden können. Eine solche Synchronisation kann jedoch auf viele Arten erhalten werden, einschließlich einer mathematischen Nachverarbeitung der Bilder.
Das Gerät, das bei dem vorliegenden Beispiel verwendet wird, besteht aus zwei Röntgenstrahlquellen mit konstanten Potential 12, 14 und zwar einer bei einer niedrigen Energie (z.B. 62 kV/5 mA) und einer weiteren bei einer hohen Energie (z.B. 120 kV/3 mA), wobei beide mit einer geeigneten Filtrierung (z.B. unter Verwendung von jeweils 0,25 und 1,75 mm Kupfer) den Spektralbereich der Strahlung einengen, die von den polychromatischen Quellen ausgesendet wird. Die zwei Quellen sind räumlich separiert, um eine Interferenz zwischen ihnen zu vermeiden, d.h. um zu vermeiden, dass eine Strahlung von einer Quelle derart erfasst wird, als ob sie von der anderen entstanden wäre. Die Strahlung von jeder Quelle wird durch einen Führungskollimator kollimiert bzw. gesammelt. Auf diese Weise werden zwei fächerförmige Strahlen von Röntgenstrahlen 16, 18 durch einen Behälter 20 geführt, der eine Probe oder einen Stapel des Nahrungs- oder Futterprodukts aufweist, und zwar in Richtung zu Detektoren 22, 24, z.B. Hamamatsu C 7390. Alternativ dazu können die Fleischklumpen lose auf einem Förderband angeordnet sein.
Weiterhin können die beiden separaten Quellen durch eine Kombination aus einer Quelle und zwei Filtern ersetzt werden, die einen Strahl niedriger Energie und einen Strahl hoher Energie aussenden. Die resultierenden Quellenspektren sind in 3 gezeigt. Jedoch wendet das bevorzugte Ausführungsbeispiel zwei separate Quellen 12, 14 an, die durch separate Leistungsversorgungen 13, 37 betrieben werden.
Beiden Röntgenstrahlquellen 12, 14 sind ein Feld von Detektoren 22, 24 zugeordnet, die mit einer szintillierenden Schicht bedeckt sind, die die gesendete Strahlung in sichtbares Licht umwandelt, das durch die Detektoren 22, 24 gemessen werden kann. Die szintillierende Schicht kann aus z.B. Cadmiumtellurid, Quecksilberjodid und/oder Gadoliniumoxysulfid bestehen. Die Pixel, die bei dem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet werden, haben die Dimensionen 1,6 × 1,3 mm² und sind als Feld von 384 Pixeln mit einem Abstand von 1,6 mm angeordnet. Diese Dimensionen sind nur als Beispiel angegeben. Andere Dimensionen können angewendet werden. Die Pixel wandeln das Ausmaß an gesendetem Licht in Analogsignale um, die über Kabel 27, 28 zu einem Analog/Digital-Wandler 34 geführt werden, der über ein Kabel 35 an eine Recheneinrichtung 38 angeschlossen ist, die die darauf folgenden Berechnungen durchführen kann. Ein Monitor 42 kann über ein Kabel 40 an die Recheneinrichtung angeschlossen sein, um Ergebnisse oder Details des Betriebs zu zeigen. Die Recheneinrichtung 38 kann eine Einrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Zufuhr von Leistung über eine Einrichtung 36, 37, 26 und 25, 13, 15 zu den Röntgenstrahlquellen 12, 14 enthalten. Der Monitor 42 und die Recheneinrichtung 38 können ein Personalcomputer sein, der vorzugsweise wenigstens einen Pentiumprozessor und/oder eine Anzahl von Digitalsignalprozessoren enthält.
Betrieb
Ein Behälter 20, der z.B. Fleischstücke aus einem geschnittenen Abschnitt des Schlachthofs aufweist, wird auf dem Förderer 10 empfangen. Der Behälter wird mit einer sehr konstanten Geschwindigkeit von z.B. etwa 5–100 cm pro Sekunde bewegt, wie beispielsweise 10–50 cm, z.B. 30 cm pro Sekunde hinter den fächerförmigen Strahlen 16, 18 und den Feldern von Detektoren 22, 24 auf eine gesteuerte Weise, um zwei Bilder der Abtastung oder des Stapels zu erzeugen, und zwar eines bei einem Röntgenstrahl niedriger Energie und ein weiteres bei einer hohen Energie. Alle Daten, die die beiden Bilder darstellen, werden im Computer 38 gespeichert.
Behandlung der gesammelten Daten
11 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das die Messung und die Datenbehandlung darstellt. Wie es oben angegeben ist, werden zwei Röntgenstrahlbilder von jedem Behälter, der einen Stapel von Nahrung oder Futter, wie z.B. Fleisch, aufweist, erhalten. Die Signale bei den Pixeln sind I_niedrig und I_hoch bei jeweils niedrigen und hohen Röntgenstrahlenergien (110, 112 in 11). Weiterhin werden die so genannten "Dunkelsignale" (d.h. das Signal von den Detektoren, wenn sie keine Strahlung erreicht), I_dunkel(niedrig) und I_dunkel(hoch), und die "Luftsignale" (d.h. das Signal von den Detektoren, wenn keine Probe im Abtastungsbereich vorhanden ist), I_Luft(niedrig) und I_Luft(hoch), für jedes Pixel bei beiden Röntgenstrahlenergien gesammelt (102 in 11). Vorzugsweise werden diese Daten wiederholt in den Intervallen zwischen dem Durchgang/Durchlassen von Fleischbehältern gesammelt, d.h. die Dunkelsignale und Luftsignale werden wiederholt gemessen, z.B. in regelmäßigen Intervallen während eines Tages, um irgendeine Drift bzw. Abweichung einer Instrumentenleistung einzustellen.
Nimmt man nun Bezug auf 114 in 11, werden diese Signale in Absorptionsvermögenseinheiten transformiert, indem die folgenden Formeln verwendet werden:
Aus diesen zwei Werten kann eine Vielzahl von Werten erzeugt werden, wie z.B.: A_niedrig; A_hoch; A_niedrig ²; A_hoch ²; A_niedrig × A_hoch, A_niedrig ² × A_hoch; A_niedrig × A_hoch ²; A_niedrig/A_hoch; A_niedrig ²/A_hoch; A_niedrig/A_hoch ²; (A_niedrig/A_hoch)²;...
oder auf eine allgemeinere Art: A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m,
wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen und/oder Null sind.
Diese Werte werden als die Eingabe für das Kalibrierprogramm verwendet, das eine Beziehung zwischen den gesammelten Daten und der Komponente (z.B. dem Fettgehalt) oder der Eigenschaft (z.B. der Bereichsdichte) von Interesse bildet.
Es ist wesentlich, dass ein Wert A_niedrig für ein spezifisches Pixel, das die Transmittanz niedriger Energie durch einen spezifischen Bereich des Mediums misst, mit dem Wert A_hoch für das Pixel übereinstimmt, dass die Transmission hoher Energie durch genau denselben Bereich des Mediums misst. Dies kann durch Sicherstellen einer Synchronisation der Bilder erreicht werden, wie es nachfolgend angegeben ist.
Wenn die Bilder niedriger und hoher Energie nicht perfekt ausgerichtet sind, d.h. wenn ein spezifischer Bereich der Probe nicht genau dieselben Positionen in den zwei Bildern zeigt, können große Fehler resultieren. Dieses Problem kann z.B. dann auftreten, wenn die zwei Zeilenabtastdetektoren (22, 24) nicht synchronisiert sind. Eine mögliche Lösung für dieses Problem besteht im Berechnen der Korrelation zwischen den zwei Bildern unter Verwendung verschiedener Verschiebungen zwischen ihnen und im Herausfinden der Verschiebung dadurch, bei welcher die Korrelation bei einem Maximum ist, gefolgt durch eine Korrektur von einem der Bilder um diese Verschiebung. Es wird jedoch bevorzugt, die Zeilenabtastung z.B. durch die Verwendung einer Positionsmesseinrichtung oder durch eine enge Regelung der Fördergeschwindigkeit zu synchronisieren.
Das folgende Beispiel erklärt, wie ein Kalibriermodell erzeugt wird.
Beispiel: Kalibrierung gegenüber einem Fettgehalt und einer Bereichsdichte
Eine Gruppe von 32 Kalibrierungsproben, die aus zerhacktem Schweinefleisch bestehen, wurde vorbereitet. Sie wurden in Blöcken von sich unterscheidenden Höhen (5, 10, 15 und 20 cm) mit horizontalen Dimensionen von 10 × 10 cm² gefroren. Ihr Fettgehalt (Prozentsatz), der von 2,6 bis 70,9% reichte, wurde später durch Verwenden eines nassen Chemieverfahrens bestimmt. Die Höhen und Fettgehalte (Prozentsatz) zusammen mit der fettabhängigen Dichte von Fleisch wurden zum Berechnen der Bereichsdichten von allen 32 Proben im Bereich von 4,8 bis 21,0 g/cm² verwendet.
Die gefrorenen Fleischblöcke wurde im vorgenannten Röntgenstrahlgerät gemessen, was zwei Bilder von jeder Probe ergibt. Die Datenpunkte (Pixel) von diesen Bildern wurden gemäß den oben beschriebenen Schritten behandelt. Zum Vermeiden, dass ein Zufallsrauschen die Kalibrierungsergebnisse beeinflusst, wurde für die 11 Werte, die aus den ursprünglichen Absorptionsvermögenswerten erzeugt werden, ein Durchschnitt über alle Pixel im Bild gebildet. Dies konnte nur deshalb durchgeführt werden, weil die Proben homogen und fester Höhe waren.
Die Datengruppe, die aus 11 Variablen besteht, die für alle 32 Proben erhalten werden, wurde gegenüber dem Fettgehalt (Prozentsatz) korreliert, der durch ein Referenzverfahren gemessen wird, und den Bereichsdichten unter Verwendung des Regressionsverfahrens von kleinsten Teil-Fehlerquadraten (PLS = Partial Least Squares). Dieses und andere ähnliche mehrdimensionale Kalibrierungsverfahren sind wohl bekannt (Martens und Næs: Multivariate Calibration, 2^nd ed., Wiley (1992)).
Die Kalibrierungen wurden unter Verwendung einer vollständigen Quergültigkeit für gültig erklärt, d.h. eine Probe wurde zu einem Zeitpunkt aus der Datengruppe für eine Gültigerklärung entfernt, während die übrigen 31 Proben zur Kalibrierung verwendet wurden. Diese Prozedur wurde für alle Proben wiederholt, Gültigkeitsergebnisse wurden durch Kombinieren der Gültigkeitsergebnisse für alle 32 Proben erzeugt.
Eine herkömmliche Art zum Bilden eines Röntgenstrahl-Kalibrierungsmodells für Fett in Fleisch erfolgt durch Korrelieren des A_niedrig/A_hoch-Verhältnisses mit den Fettreferenzergebnissen (Haardbo et al., Clin. Phys. (1991), vol. 11, S. 331–341 oder Mitchell et al J. Anim. Sci. (1998), vol. 76, S. 2104–2114). Dieses Verfahren ist jedoch empfindlich gegenüber der Dicke (oder der Bereichsdichte) der Probe und ist daher nicht bei dem Bereich von Probenhöhen (von 5 bis 20 cm) von Interesse im gegenwärtigen Zusammenhang einsetzbar. Dies ist aus 4 offensichtlich, wo Röntgenstrahl-Fettvorhersagen unter Verwendung von nur dem A_niedrig/A_hoch-Verhältnis gegenüber den Fettreferenzergebnissen aufgetragen sind. Der Vorhersagefehler (der als der Effektivfettfehler einer Vorhersage (RMSEP = Root Mean Square Error of Prediction) ausgedrückt wird) ist in diesem Fall 14,7%.
Unter Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit z.B. 11 oder mehr Variablen, die aus den ursprünglichen zwei Absorptionsvermögen erzeugt sind, in Kombination mit einer PLS-Regression mit 5 PLS-Faktoren wird der in 5 dargestellte Ausdruck erhalten. In diesem Fall ist der Vorhersagefehler (RMSEP) so niedrig wie 1,0 %, was somit die Vorteile eines Verwendens des PLS-Verfahrens in Kombination mit den neuen Variablen zeigt.
Das Verfahren kann auch für die Bestimmung der Bereichsdichte der Probe angewendet werden. Gemäß dem Stand der Technik wird die Bereichsdichte durch Korrelieren von A_hoch mit der Referenz-Bereichsdichte bestimmt. Das Ergebnis eines solchen Kalibrierungsmodells ist in 6 gezeigt, wo die Übereinstimmung zwischen der durch einen Röntgenstrahl bestimmten Bereichsdichte und den Referenzwerten sehr gut ist. Der Vorhersagefehler (RMSEP) ist in diesem Fall 0,30 g/cm². Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, d.h. beide gemessenen Absorptionsvermögen A_niedrig und A_hoch in Kombination mit einer PLS-Regression mit 1 Faktor verwendet wird, wird das in 7 gezeigte Ergebnis und ein Vorhersagefehler (RMSEP) von 0,28 g/cm² erhalten. Dies ist nur eine geringfügige Verbesserung, aber die Verwendung von zwei Variablen anstelle von einer bietet dem Anwender einen weiteren Vorteil: die Möglichkeit eines Erfassens unrichtiger Messungen (z.B. wenn eine der zwei Röntgenstrahlquellen einen plötzlichen Abfall bezüglich einer Intensität zeigt, oder wenn ein Pixel nicht reagiert). Dies ist deshalb so, weil Diskrepanzen aus der Beziehung zwischen A_niedrig und A_hoch auf einfache Weise durch das PLS-Modell erfasst werden können. Eine solche außerhalb befindliche Erfassung ist nicht möglich, wenn nur ein Absorptionsvermögen verwendet wird. Diese Möglichkeit ist sehr relevant und vorteilhaft, wenn ein CCD-Detektor verwendet wird, wobei ein einzelnes Pixel sich sehr abrupt verschlechtern kann.
Die auf diese Weise entwickelten Kalibrierungsmodelle können für zukünftige Vorhersagen des Fettgehalts und der Bereichsdichte bei einer gegebenen Stelle in einer inhomogenen Fleischprobe sowie zur Bestimmung des mittleren Fettgehalts einer großen Fleischprobe verwendet werden.
Vorhersage des Fettgehalts einer unbekannten Fleischprobe Das folgende Beispiel wird die Verwendung der Kalibrierungsmodelle in der Praxis demonstrieren, wobei Proben inhomogen sind und variierende Dicken haben. Der Zweck besteht im vorhersagen des mittleren Fettgehalts der Proben. Daher enthält die Prozedur die folgenden Schritte, wie es in 11 gezeigt ist:

1. Reguläres Messen von I_dunkel und I_Luft, 102
2. Anordnen eines Stapels oder eines Stroms von Fleisch (oder von einem anderen Nahrungs- oder Futterprodukt) auf einem Förderer, der durch die Röntgenstrahlvorrichtung läuft, 104
3. Abtasten des Stapels oder Stroms durch Röntgenstrahlen bei zwei unterschiedlichen Energiepegeln, 106, 108
4. Erfassen von Signalen, die eine Vielzahl von Röntgenstrahlintensitäten darstellen, unter Verwendung der Detektoren 22, 24 in den 1, 2, 110, 112
5. Aufzeichnen von Daten, die die erfassten Signale darstellen, 114
6. Berechnen von A_niedrig und A_hoch für alle Pixel, 114 , (optional kann ein Glätten des Bildes enthalten sein.)
7. Koordinieren (anpassen) von A_niedrig-Werten und A_hoch-Werten 114, wenn es nötig ist
8. Berechnen abgeleiteter Ausdrücke A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m 114
9. Berechnen des Fettgehalts (Prozentsatz) und vorzugsweise der Bereichsdichte für alle Stellen (Pixel), die aus den Abtastungen erhalten werden, unter Verwendung des Fett- Kalibrierungsmodells, das erzeugt ist, wie es oben beschrieben ist, 116
10. Multiplizieren des Fettgehalts (Prozentsatz) und der Bereichsdichte bei jeder Stelle, um eine "Fettabbildung" (in g/cm²) des Stapels oder des Stroms von Nahrung oder Futter zu erzeugen, 116
11. Addieren aller Stellen in der "Fettabbildung", um das gesamte Fettgewicht (F_total) zu ergeben, 116
12. Addieren aller Bereichsdichten für die Probe, um das Gesamtgewicht (W_total) zu ergeben, 116
13. Berechnen des durchschnittlichen Fettgehalts (Prozentsatz) als das Verhältnis F_total/W_total 116.

Optional können zwei weitere Schritte zwischen den Schritten 6 und 7 enthalten sein:
Wenn die Fleischklumpen in einem Behälter angeordnet sind, sollten die Daten einer Korrektur für die Absorption im unteren Teil des Behälters unterzogen werden. Eine solche Korrektur wird vorzugsweise am Ende des Schritts 6 durchgeführt, was neue korrigierte Werte von A_niedrig und A_hoch für alle Pixel liefert.
Eine weitere vorteilhafte Option besteht im Glätten der Daten, z.B. bezüglich der Richtung der Bewegung. Eine weitere Erfahrung hat bewiesen, dass es vorteilhaft sein kann, dass eine weitere Datenverarbeitung im Schritt 9 enthalten ist. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Pixel mit einer Bereichsdichte außerhalb eines spezifizierten Intervalls entfernt/gelöscht oder wenigstens bei der folgenden Datenverarbeitung missachtet, d.h. Pixel, für welche die berechnete Bereichsdichte extrem niedrig oder viel zu hoch ist, werden zurückgewiesen.
Das vorliegende Beispiel zeigt die Berechnung des Fettgehalts (Prozentsatz) für nur eine Zeile von 99 Punkten. Dies wird durchgeführt, um die gegenwärtigen Ausdrucke einfacher zu machen, und wird einfach verallgemeinert, um an einem zweidimensionalen Bild eines Fleischprodukts durchgeführt zu werden.
Beispiel 1
Eine Fleischprobe, die aus einem kubischen Block (Dimensionen 10 × 10 × 10 cm³) von zerhacktem Schweinefleisch besteht, wurde unter Verwendung desselben Röntgenstrahlgeräts gemessen, wie es zum Messen der Kalibrierungsproben verwendet wurde. Die ersten zwei Schritte der Vorhersageprozedur sind in 8 gezeigt (vorhergesagter Fettgehalt (Prozentsatz)), 9 (vorhergesagte Bereichsdichte, Schritt 9), und in 10 (die "Fettabbildung", Schritt 10). Es gibt deutlich eine Variation bezüglich sowohl eines Fettgehalts als auch einer Bereichsdichte über der Probe, so dass die Ergebnisse von allen Probenpunkten benötigt werden, um eine genaue Abschätzung des mittleren Fettgehalts der Probe zu erhalten.
Die Summe aller Punkte in der "Fettabbildung" (Schritt 11), nämlich F_total gleicht 464 g/(99 Pixel) und das Gesamtgewicht der Probe (Schritt 12), nämlich W_total ist 963 g/(99 Pixel). Dies resultiert wiederum in einem vorhergesagten mittleren Fettgehalt von 464/963 = 48,2 % (Schritt 13), was nicht weit von dem wahren Fettgehalt entfernt ist, welcher später durch ein Referenzverfahren zu 49,2 % bestimmt wurde.
Beispiel 2
Dieses Beispiel ist eine Erweiterung der oben angegebenen Ergebnisse. Das gegenwärtige Beispiel enthält die Vorhersage des Fettgehalts von Proben, die aus etwa 25 kg von Fleisch in Plastikbehältern bestehen.
Zehn Proben von Fleisch im Bereich von 11,5 bis 84,6 % Fett wurden von einer Fleischverarbeitungsfirma erhalten. Die Menge an Fleisch in jedem Behälter reichte von 20 bis 30 kg, wobei die Probenhomogenität von einem Grundfleisch zu Fleischstücken von jeweils 5 kg reicht. Eine typische Probe, die aus 36 % Fettstücken besteht, die in einem gegenwärtig bevorzugten Behälter (Dimensionen: 70 × 40 × 17 cm³) angeordnet sind, ist in 12 gezeigt.
Jede dieser zehn Proben wurde durch das Instrument fünf Mal über einer Periode von zwei Tagen abgetastet. Vor jeder neuen Abtastung wurden die Inhalte des Behälters neu organisiert, d.h. die Fleischstücke wurden herum bewegt, ohne den Gesamtinhalt des Behälters zu ändern. Dies wurde durchgeführt, um die Wiederholbarkeit der Messung zu prüfen. Eine Gesamtheit von 50 Röntgenstrahlabtastungen, die jeweils aus einem Bild niedriger und hoher Energie von 306 × 1836 Datenpunkten bestehen, wurden somit gesammelt. Zwei typische Übertragungsbilder einer Probe sind in den 13 und 14 gezeigt.
Alle 50 Abtastungen wurden den Vorhersageschritten gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Kalibrierungsmodells basierend auf gefrorenen Fleischproben unterzogen. Der berechnete Fettgehalt und die berechnete Bereichsdichte für jedes einzelne Pixel (Schritt 9) sowie die "Fettabbildung" (Schritt 10) für eine Probe sind in den 16, 15, 17 gezeigt. Die negativen Fettvorhersagen erfolgen aufgrund eines relativ niedrigen Signal/Rausch-Verhältnisses an den einzelnen Pixeln. Dies ist jedoch kein Problem, da die schließliche Durchschnittsbildung der Ergebnisse diesen Fehler um Größenordnungen reduziert. Aus diesen Bildern wurde der gesamte Fettgehalt der Proben berechnet. Die gesammelte Wiederholbarkeits-Standardabweichung s_r für die fünf unterschiedlichen Abtastungen derselben Probe war 0,25 %.
Nachdem dieses Experiment ausgeführt worden war, wurden die Proben homogenisiert, und eine Anzahl von Unterproben wurde durch das Referenzverfahren für Fett in Fleisch analysiert (Schmid-Bondzynski-Ratzlaff, SBR-Verfahren). Diese Referenzergebnisse wurden mit den oben erhaltenen Vorhersagen verglichen, was in einer Genauigkeit (Effektivwertfehler einer Vorhersage, RMSEP) von 0,81 % resultiert. Die Referenz gegenüber einem vorhergesagten Ausdruck für die 50 Abtastungen ist in 18 gezeigt.
Beispiel 3
Zum Demonstrieren des Vorteils des Verfahrens in Bezug auf seine Fähigkeit zum signifikanten Verbessern der Genauigkeit der Fettbestimmung wurde ein weiteres Experiment ausgeführt. 45 gefrorene Fleischproben mit Fettgehalten im Bereich von 2,4 bis 72,8 % und mit Bereichsdichten im Bereich von 1 bis 21 g/cm² wurden unter Verwendung des Röntgenstrahlgeräts gemessen. Diese Proben wurden zum Erhalten von sechs unterschiedlichen Kalibrierungsmodellen unter Verwendung verschiedener Kombinationen der 11 Variablen basierend auf A_niedrig und A_hoch, was oben beschrieben ist, verwendet. Darauf folgend wurden diese Kalibrierungsmodelle bei derselben Datengruppe getestet, wie sie im Beispiel 2 verwendet wird, d.h. zehn Fleischproben von 20 bis 30 kg mit Fettgehalten im Bereich von 11,5 bis 84,6 % Fett.
Die sechs Kombinationen von Variablen, die für Kalibrierungsmodelle verwendet werden, sind in der Tabelle gezeigt, die nachfolgend dargestellt ist, zusammen mit den resultierenden Genauigkeiten (RMSEP) bezüglich der Kalibrierungsgruppe (Quergültigkeit) und bei der Testgruppe. Weiterhin wurde auch die Wiederholbarkeit (s_r) bezüglich der Testgruppe berechnet.
Aus den in der Tabelle dargestellten Ergebnissen ergibt sich, dass die Genauigkeit, die erhalten wird, wenn nur Potenzen von A_niedrig und A_hoch verwendet werden (Kalibrierungsmodell 1) sowie Produkte davon (Kalibrierungsmodell 2), nicht akzeptierbar ist, wenn das Verfahren für eine Prozesssteuerung innerhalb enger Grenzen zu verwenden ist.
Wenn das A_niedrig/A_hoch-Verhältnis hinzugefügt wird, kombiniert mit Potenzen von A_niedrig und A_hoch (Kalibrierungsmodell 3), wird eine akzeptable Genauigkeit erhalten. Jedoch dann, wenn Potenzen von A_niedrig und A_hoch mit A_niedrig/A_hoch und komplexeren Verhältnissen (Kalibrierungsmodell 4) kombiniert werden, resultieren noch genauere Vorhersagen. Es ist aus den Kalibrierungsmodellen 5 und 6 auch klar, dass A_niedrig und A_hoch und Potenzen davon wesentlich sind, wenn die bestmögliche Genauigkeit erforderlich ist.
In Bezug auf die Wiederholbarkeit ist es auch klar, dass das A_niedrig/A_hoch-Verhältnis einen größeren Einfluss auf die Differenz bzw. den Unterschied zwischen Mehrfachbestimmungen derselben Probe hat.
Das oben dargestellte Beispiel demonstriert die Vorteile beim Verwenden von Verhältnissen höherer Ordnung für eine Kalibrierung von Röntgenstrahldaten gegenüber Fettreferenzergebnissen. Nur Größenordnungen bis zu zwei wurden bei dem gegenwärtigen Beispiel verwendet, aber Verhältnisse von höheren Ordnungen können das Ergebnis noch weiter verbessern. Beispielsweise wird beim Verwenden der Verhältnisse (A_niedrig/A_hoch)³; A_niedrig/A_hoch)⁴; A_niedrig ³/A_hoch; A_niedrig ⁴/A_hoch; A_niedrig ³/A_hoch ²; A_niedrig ⁴/A_hoch ²; A_niedrig ⁴/A_hoch ³ eine Genauigkeit (RMSEP) von 0,67 bei der Kalibrierungsgruppe erhalten.
Das Verfahren kann auf alle Arten von Fleisch angewendet werden, wie beispielsweise auf Rind, Kalb, Schwein, Büffel, Kamel und Lamm, Wild, wie beispielsweise Kaninchen, Geflügel, wie beispielsweise Hühnchen, Truthahn, Ente, Gans und Strauß, und Fisch.

Claims

Verfahren zum Bestimmen von Eigenschaften eines Mediums von Nahrung oder Futter, wie beispielsweise des Fettgehalts von Fleisch, durch Verwenden einer dualen Röntgenstrahlabsorptionsmessung, wobei das Medium ein rohes Material von Nahrung oder Futter, ein Produkt oder ein Zwischenprodukt von Nahrung oder Futter oder ein Stapel, eine Probe oder ein Schnitt von demselben ist, wobei das Verfahren folgendes aufweist: – Abtasten von im Wesentlichen des gesamten Mediums durch Röntgenstrahlen mit wenigstens zwei Energiepegeln, einschließlich eines niedrigen Pegels und eines hohen Pegels, – Erfassen der Röntgenstrahlen, die durch das Medium gelaufen sind, für eine Vielzahl von Bereichen (Pixeln) des Mediums, – für jeden Bereich Berechnen eines Werts A_niedrig, der das Absorptionsvermögen in dem Bereich des Mediums bei dem niedrigen Energiepegel darstellt, – für jeden Bereich Berechnen eines Werts A_hoch, der das Absorptionsvermögen in dem Bereich des Mediums bei dem hohen Energiepegel darstellt, gekennzeichnet durch Erzeugen einer Vielzahl von Werten für jeden Bereich, die Produkte vom Typ A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m sind, wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen oder Null sind, und Vorhersagen der Eigenschaften des Mediums in diesem Bereich durch Anwenden eines Kalibrierungsmodells auf die Vielzahl von Werten, wobei das Kalibrierungsmodell Beziehungen zwischen der Vielzahl von Werten und Eigenschaften des Mediums definiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Werten die Werte A_niedrig ⁿ¹/A_hoch ^m1 enthält, wobei n1 und m1 positive ganze Zahlen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Werten die Werte A_niedrig, A_hoch, A_niedrig ², A_hoch ² und A_niedrig/A_hoch enthält.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Werten wenigstens einen der Werte A_niedrig + A_hoch, A_niedrig ² * A_hoch, A_niedrig * A_hoch ², A_niedrig * A_hoch ⁴ und A_niedrig ² * A_hoch ⁴ enthält.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Werten wenigstens einen der Werte A_niedrig ²/A_hoch, A_niedrig/A_hoch ² und A_niedrig ²/A_hoch ² enthält.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Werten wenigstens einen der Werte A_niedrig ³/A_hoch ²r A_niedrig ⁴/A_hoch ², 1/A_hoch ⁴, A_niedrig ⁴/A_hoch ³, A_niedrig ³/A_hoch ⁴ und A_niedrig ⁴/A_hoch ⁴ enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierungsmodell durch Verwenden eines Regressionsverfahrens erhalten wird, das in der Gruppe enthalten ist, die eine Hauptkomponentenregression (PCR = Principal Component Regression), eine mehrfache lineare Regression (MLR = Multiple Linear Regression), eine Regression von kleinsten Teil-Fehlerquadraten (PLS = Partial Least Squares) und künstliche neuronale Netze (ANN = Artificial Neural Networks) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium auf einem Förderer angeordnet ist, der sich mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bewegt, und die wenigstens zwei Röntgenstrahlen fächerförmig sind, und der Strahl niedrigen Pegels durch ein erstes lineares Feld erfasst wird, das für die Erfassung des Strahls niedriger Energie bestimmt ist, und der Strahl hohen Pegels durch ein zweites lineares Feld erfasst wird, das für die Erfassung des Strahls hoher Energie bestimmt ist, wobei jeder eine Vielzahl von Pixeln aufweist.
Vorrichtung zur Bestimmung von Eigenschaften eines Mediums, wie beispielsweise des Gehalts einer Komponente im Medium, wobei das Medium ein rohes Material von Nahrung oder Futter, ein Produkt oder ein Zwischenprodukt von Nahrung oder Futter, oder einen Stapel, eine Probe oder einen Schnitt desselben aufweist, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: eine Einrichtung (12, 14) zum Aussenden von wenigstens zwei Röntgenstrahlen (16, 18) bei zwei unterschiedlichen Energiepegeln, eine Einrichtung zum Richten der wenigstens zwei Röntgenstrahlen in Richtung zu und durch das Medium, eine Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (22, 24), die eine Vielzahl von Bereichen abdeckt, zum Erfassen der zwei Strahlen (16, 18) nach einem Laufen durch das Medium, eine Einrichtung (27, 28, 34, 35) zum Übertragen und Umwandeln von Ausgangssignalen von der Erfassungseinrichtung (22, 24) in eine digitale Datengruppe für eine Eingabe zu einer Datenverarbeitungseinrichtung (38) zum Empfangen, Speichern und Verarbeiten der wenigstens zwei Datengruppen, die Röntgenstrahlbilder bei den wenigstens zwei unterschiedlichen Energiepegeln darstellen, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung zum Synchronisieren der wenigstens zwei Datengruppen aufweist und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen von Werten enthält, die die Absorptionsvermögen (A_niedrig, A_hoch) in jedem Bereich des Mediums bei den wenigstens zwei Energiepegeln darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Werten aufweist, die Produkte von dem Typ A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m sind, wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen oder Null sind, und eine Einrichtung zum Vorhersagen der Eigenschaften des Mediums in diesem Bereich durch Anwenden eines Kalibrierungsmodells auf die Vielzahl von Werten, wobei die Kalibrierung Beziehungen zwischen der Vielzahl von Werten und Eigenschaften des Mediums definiert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist: wenigstens eine Röntgenstrahlquelle niedriger Energie (12), die über dem Medium (20) angeordnet ist, zum Liefern eines fächerförmigen Strahls niedriger Energie (16), der im Wesentlichen die Breite eines Mediums abdeckt, und wenigstens eine Röntgenstrahlquelle hoher Energie (14), die über dem Medium (20) angeordnet ist, zum Liefern eines fächerförmigen Strahls niedriger Energie (16), der die Breite des Mediums (20) abdeckt, und eine erste Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (22), die angeordnet ist, um dem fächerförmigem Strahl niedriger Energie (16) ausgesetzt zu werden, und unter dem Medium (20) angeordnet ist, eine zweite Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (24), die angeordnet ist, um dem fächerförmigen Strahl hoher Energie (18) ausgesetzt zu werden, und unter dem Medium (20) angeordnet ist, und eine elektronische Einrichtung (34, 38, 42), die die Datenverarbeitungseinrichtung (38) enthält und mit den Detektoren (22, 24) kommuniziert und angeordnet ist, um Daten zu speichern und zu verarbeiten, die Signale von der Erfassungseinrichtung (22, 24) darstellen, und die weiterhin eine Einrichtung (10) zum Bewegen des Mediums (20) relativ zu den Röntgenstrahlen (16, 18) oder umgekehrt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung enthält und/oder mit einer Einrichtung kommuniziert, die eine Datenspeichereinrichtung enthält, die ein Kalibrierungsmodell aufweist, das durch Verwendung von mehrdimensionalen Kalibrierungsverfahren vorbereitet ist, wie beispielsweise künstliche neuronale Netzwerke (ANN = Artificial Neural Networks), oder eine PCR-, MLR- oder PLS-Regressionsanalyse.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Quellen (12, 14) aufweist, die Röntgenstrahlen von zwei unterschiedlichen Energiepegeln aussenden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Energiepegel einen niedrigen Energiepegel in einem Bereich zwischen 35 und 75 keV, vorzugsweise zwischen 45 und 70 keV und am meisten bevorzugt bei etwa 62 keV aufweisen, und einen hohen Energiepegel in einem Bereich zwischen etwa 60 und 140 keV, vorzugsweise zwischen 80 und 130 keV und am meisten bevorzugt bei etwa 120 keV.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Filtereinrichtung aufweist, die in jedem der Strahlen (16, 18) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Röntgenstrahlquelle und zwei Filtereinrichtungen, die den Strahl in zwei Strahlen von Röntgenstrahlen bei zwei unterschiedlichen Energiepegeln aufteilen, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12, 14) zum Aussenden von wenigstens zwei Röntgenstrahlen, die Einrichtung zum Führen der wenigstens zwei Röntgenstrahlen und die Röntgenstrahl-Erfassungseinrichtung (22, 24) wechselseitig fest sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (12, 14) zum Aussenden von räumlich getrennten fächerförmigen Strahlen (16, 18) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtungen (22, 24) durch eine szintillierende Schicht bedeckt sind, wie z.B. Cadmiumtellurid, Quecksilberjodid und/oder Gadoliniumoxysulphid.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördereinrichtung (10) aufweist, die zum Tragen einer Behältereinrichtung (20) angeordnet ist, wie beispielsweise eines Behälters oder eines offenen Kastens, die dazu geeignet ist, eine zufällige Anzahl von Fleischklumpen von verschiedenen Größen unterzubringen, die zu analysieren sind, wobei die Fördereinrichtung angeordnet ist, um die Behältereinrichtung (20) die wenigstens zwei fächerförmigen Röntgenstrahlen (16, 18) durchlaufen zu lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördereinrichtung (10) aufweist, wobei das Förderband aus einem Material hergestellt ist, das eine geringfügige Absorption von Röntgenstrahlen zeigt, und/oder in zwei separate beabstandete Teile aufgeteilt ist, wobei die Detektoreinrichtung (22, 24) in einem offenen Raum zwischen den zwei Teilen angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördereinrichtung (10) aufweist, die dazu geeignet ist, einen kontinuierlichen Fluss von Fleischklumpen von verschiedenen Größen unterzubringen, die zu analysieren sind, wobei die Fördereinrichtung angeordnet ist, die Fleischklumpen die wenigstens zwei fächerförmigen Röntgenstrahlen (16, 18) durchlaufen zu lassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–21, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Durchführen der folgenden Schritte angeordnet ist: Abtasten wenigstens eines Abschnitts eines Mediums durch Röntgenstrahlen mit wenigstens zwei Energiepegeln, Speichern von Daten, die wenigstens zwei Röntgenstrahlbilder des Mediums darstellen, Berechnen des Fettgehalts und/oder der Bereichsdichte für alle Stellen (Pixel), die aus dem Abtasten erhalten werden, durch Verwenden von mehrdimensionalen Kalibrierungsmodellen, die in einem zuvor durchgeführten Kalibrierungsschritt erzeugt sind, Multiplizieren des Fettgehalts und der Bereichsdichte bei jeder Stelle, um eine "Fettabbildung" (in g/cm²) der Probe zu erzeugen, Addieren aller Stellen in der "Fettabbildung", um das gesamte Fettgewicht (F_total) der Probe zu ergeben, Addieren aller Bereichsdichten für die Probe zum Ergeben des Gesamtgewichts (W_total) der Probe, Berechnen des durchschnittlichen Fettgehalts der Probe als das Verhältnis F_total/W_total.
Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–22, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes aufweist: Vorbereiten einer Vielzahl von Kalibrierungsproben, die aus einem spezifizierten Medium bestehen, das Nahrungs- oder Futterprodukte aufweist, wie beispielsweise zerhacktes Schweinefleisch, von verschiedenen wohl definierten Bereichsdichten und Eigenschaften, Messen der Vielzahl von Kalibrierungsproben in der Vorrichtung, um dadurch Daten zu erhalten, die zwei Röntgenstrahlreaktionen von jeder Probe darstellen, wobei jede Reaktion eine Vielzahl von Pixeln aufweist, und wobei die Daten von jedem Pixel oder die Mitte bzw. der Durchschnitt einer Anzahl von benachbarten Pixeln verarbeitet werden, um die Absorptionsvermögen A_niedrig und A_hoch im Medium über dem Pixel oder den Pixeln zu berechnen, Erzeugen einer Vielzahl von Werten vom Typ A_niedrig ⁿ * A_hoch ^m, wobei n und m positive und/oder negative ganze Zahlen und/oder Null sind, Korrelieren – durch Verwenden von mehrdimensionalen Kalibrierungsverfahren, wie beispielsweise von künstlichen neuronalen Netzwerken (ANN = Artificial Neural Networks) oder einer PCR-, MLR- oder PLS-Regression – der Datengruppe für die Gesamtheit/oder eine Vielzahl von Kalibrierungsproben mit den Eigenschaften, die durch eine andere Einrichtung bestimmt sind, wie beispielsweise ein Referenzverfahren, – um eine Anzahl von Kalibrierungskoeffizienten zu bestimmen, Liefern einer Kalibrierung mit der Anzahl von bestimmten Kalibrierungskoeffizienten.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kalibrierungsproben auf eine derartige Weise vorbereitet werden, dass sie homogen und von festen Bereichsdichten sind, und weiterhin dadurch, dass ein Durchschnitt von jedem der Werte über alle Pixel wenigstens in einem definierten Teil der Bilder gebildet wird.
Verfahren zum Vorhersagen des Fettgehalts von Fleisch durch Verwenden einer dualen Röntgenstrahl-Absorptionsmessung, gekennzeichnet durch eine Verwendung eines Kalibrierungsmodells, das durch ein Verfahren nach Anspruch 23 oder 24 erhalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–22, gekennzeichnet dadurch, dass sie ein durch ein Verfahren nach Anspruch 23 oder 24 bestimmtes Kalibrierungsmodell aufweist.