KOMPUTEROWEJ ANALIZY OBRAZU) T£USZCZU W DROBNYM MIÊSIE WIEPRZOWYM KLASY II
®Celem badañ by³o okreœlenie wp³ywu rodzaju oœwietlenia i barwy t³a na wartoœci sk³adowych barwy R, G, B oraz poprawnoœæ szacowania metod¹ komputerowej analizy obrazu zawartoœci t³uszczu w drobnym miêsie wieprzowym kl. II. W oparciu o uzyskane wyniki stwierdzono, ¿e g³ównym czynnikiem ró¿nicuj¹cym wartoœci sk³adowych R, G, B oraz iloœci pól bia³ych i czerwonych by³ rodzaj zastosowanego oœwietlenia. Najwy¿szy wspó³czynnik korelacji pomiêdzy udzia³em pól bia³ych wyznaczonych metod¹ komputerowej analizy obrazu a zawartoœci¹ t³uszczu wyznaczon¹ odwo³awcz¹ metod¹ Soxhleta wyliczono wykorzystuj¹c zdjêcia wykonane przy oœwietleniu halogenowym na tle zielonym.
przez zastosowane oœwietlenie. Niezale¿nie od zastosowanej barwy t³a œrednia iloœæ pól bia³ych mierzona dla miêsa wieprzowego kl. II przy oœwietleniu jarzeniowym by³a istotnie wy¿sza od stwierdzonych przy oœwietleniu halogenowym oraz ¿arowym. W przypadku pól czerwonych odnotowano tendencjê odwrotn¹ (rys. 1, 2, 3).
Uzyskane zale¿noœci mog¹ wynikaæ z faktu, i¿ silne, bia³e œwiat³o jarzeniowe zak³óca proporcje barw miêsa, nadmiernie eksponuj¹c barwê bia³¹. Wynikiem tego, jest zarejestrowanie przez uk³ad ni¿szych wartoœci sk³adowej R oraz wy¿szych G i B, co w efekcie da³o obraz „surowy”, o ma³ej intensywnoœci barwy czerwonej i du¿ym udziale barwy zielonej i niebieskiej. Wp³yw silnego œwiat³a jarzeniowego zak³óci³ ostateczn¹ „konstrukcjê” obrazu, co wp³ynê³o na iloœæ wyliczonych przez program pól bia³ych. Mo¿na równie¿ przypuszczaæ, ¿e zbyt ostre œwiat³o jarzeniowe spowodowa³o odbicia œwietlne (bliki) od mokrej powierzchni surowca, co mog³o doprowadziæ do zafa³szowañ w postaci bia³ych przebarwieñ widocznych na analizowanym obrazie.
Okreœlenie optymalnych warunków pomiarowych do szacowania z zastosowaniem metody komputerowej analizy obrazu zawartoœci t³uszczu w drobnym miêsie wieprzowym kl. II
Po wykonaniu zdjêæ pobierano reprezentatywn¹ próbkê
Wed³ug za³o¿eñ technologicznych zak³adu miêsnego miêsa ok. 0,5 kg do oznaczenia zawartoœci t³uszczu
surowiec wieprzowy klasyfikowany jest zgodnie z ekstrakcyjn¹ metod¹ Soxhleta [12]. Przed wykonaniem analizy
nieobligatoryjn¹ norm¹ PN-A-82014 [11], na cztery klasy: I, II miêso rozdrobniono dwukrotnie w wilku laboratoryjnym przy
A, II B, III oraz IV. Podstaw¹ klasyfikacji jest ocena wzrokowa u¿yciu siatki o œrednicy otworów 3 mm i dok³adnie
pracownika. Zgodnie z powy¿sz¹ norm¹ miêso wieprzowe kl.
wymieszano.
II A mo¿e zawieraæ do 30% t³uszczu, natomiast II B do 45%.
Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej [5].
WYNIKI I DYSKUSJA
Wp³yw zastosowanego oœwietlenia i barwy t³a na sk³adowe barwy R, G, B, udzia³ pól bia³ych i czerwonych drobnego miêsa wieprzowego kl. II
Przeprowadzone badania wykaza³y, ¿e niezale¿nie od zastosowanej barwy t³a (niebieska, czarna, zielona) rodzaj oœwietlenia istotnie wp³ywa³ na wartoœci sk³adowych barwy R, G, B. Œrednie wartoœci sk³adowej R mierzonej przy oœwietleniu jarzeniowym by³y ni¿sze od uzyskanych z zastosowaniem oœwietlenia halogenowego i ¿arowego. Odwrotn¹ zale¿noœæ stwierdzono dla sk³adowych barwy G i B, by³y one wy¿sze przy zastosowaniu oœwietlenia jarzeniowego ni¿
halogenowego i ¿arowego (tab. 1).
Przeprowadzona analiza statystyczna wykaza³a, ¿e iloœæ pól bia³ych (szacowana zawartoœæ t³uszczu) i czerwonych (odpowiadaj¹ca miêsu chudemu) by³a istotnie ró¿nicowana
t³o niebieskie t³o czarne t³o zielone
R G B R G B R G B
Tabela 1. Sk³adowe barwy R, G, B miêsa wieprzowego kl. II mierzone metod¹ komputerowej analizy obrazu przy zastosowaniu ró¿nego oœwietlenia i ró¿nej barwy t³a
Rys.1. Udzia³ pól bia³ych i czerwonych w obrazie badanego miêsa przy oœwietleniu halogenowym
28,5
Rys. 3. Udzia³ pól bia³ych i czerwonych w obrazie badanego miêsa przy oœwietleniu jarzeniowym
17,4 21,8 21,0
Rys. 2. Udzia³ pól bia³ych i czerwonych w obrazie badanego miêsa przy oœwietleniu ¿arowym x – wartoœæ œrednia; s – odchylenie standardowe
badanych próbek mieœci³o siê w za³o¿onych granicach, a w przypadku podklasy II B ¿adna.
Próby te zosta³y przepro-wadzone w jednym z najwiêkszych zak³adów przemys³u miêsnego w Polsce. Wynika z nich, ¿e niezale¿nie od wielkoœci zak³adu ocena wzrokowa jest obarczona du¿ym b³êdem.
W celu okreœlenia optymalnych warunków pomiarowych do szacowania zawartoœci t³uszczu w drobnym miêsie wieprzowym kl. II z wykorzystaniem metody KAO przeprowadzono analizê korelacji pomiêdzy udzia³em pól bia³ych wyznaczonych metod¹ KAO (przeprowadzon¹ w badanych warunkach) a zawartoœci¹ t³uszczu oznaczon¹ odwo³awcz¹ metod¹ Soxhleta.
Wskaza³a ona na istnienie, niezale¿nie od u¿ytego oœwietlenia, istotnych korelacji pomiêdzy udzia³em pól bia³ych wyznaczonych metod¹ KAO a zawartoœci¹ t³uszczu wyznaczon¹ odwo³awcz¹ metod¹ Soxhleta (tab. 2).
N a j l e p s z e w a r u n k i ( z e w z g l ê d u n a poprawnoœæ szacowania zawartoœci t³uszczu w drobnym miêsie wieprzowym kl. II metod¹ komputerowej analizy obrazu) uzyskano przy zastosowaniu oœwietlenia halogenowego i zielonego t³a. Dla takich warunków pomiarowych wyliczono najwy¿szy wspó³czynnik korelacji i determinacji kszta³tuj¹cy siê na poziomie odpowiednio r=0,92 i R2=0,85 (rys. 4). Pozosta³e stwierdzone zale¿noœci równie¿ by³y istotne statystycznie, lecz wyliczone wspó³czynniki korelacji by³y ni¿sze i zawiera³y siê w przedziale od r=0,61 (oœwietlenie jarzeniowe, t³o zielone) do r=0,83 (oœwietlenie jarzeniowe, t³o niebieskie;
tab.2).
Oznaczona œrednia zawartoœci t³uszczu 22,7% w badanym
STWIERDZENIA I WNIOSKI
miêsie wieprzowym kl. II jest poni¿ej deklarowanej w normie. W oparciu o uzyskane wyniki mo¿na sformu³owaæ nastêpuj¹ce stwierdzenia i wnioski:
Przeprowadzona analiza chemiczna wykaza³a, ¿e w czterech
1. G³ównym, z poœród badanych, czynnikiem ró¿nicuj¹cym próbkach miêsa, zawartoœæ t³uszczu nie przekroczy³a 12%, co
wartoœci sk³adowych barwy R, G, B oraz iloœci pól bia³ych i wskazuje na to, ¿e by³o to miêso wieprzowe kl. I, a nie jak
czerwonych by³ rodzaj zastosowanego oœwietlenia. Barwa zadeklarowa³ producent kl. II A. Na powy¿szym przyk³adzie
t³a wp³ywa na wartoœci sk³adowych barwy oznaczanych widaæ, i¿ podzia³ miêsa drobnego na klasy w oparciu o ocenê
metod¹ komputerowej analizy obrazu tylko w przypadku wzrokow¹ obarczony jest du¿ym b³êdem. Potwierdzaj¹ to
zastosowania oœwietlenia jarzeniowego.
badania przeprowadzone przez Pisulê i wsp. [10], którzy
2. Niezale¿nie od zastosowanego oœwietlenia i barwy t³a analizuj¹c wyniki oznaczania zawartoœci t³uszczu w miêsie
stwierdzono istotne korelacje pomiêdzy udzia³em pól wieprzowym klasy II uzyskane metod¹ ekstrakcyjn¹ Soxhleta bia³ych wyznaczonych metod¹ komputerowej analizy stwierdzili, ¿e w przypadku podklasy II A jedynie 6 na 18
Barwa
Tabela 2. Analiza korelacji miêdzy udzia³em pól bia³ych wyznaczonych metod¹ komputerowej analizy obrazu a zawartoœci¹ t³uszczu wyznaczon¹ odwo³awcz¹ metod¹ Soxhleta zawartoœæ t³uszczu [%] Metoda Soxhleta
Rys. 4. Krzywa korelacji pomiêdzy zawartoœci¹ t³uszczu w badanym miêsie wieprzowym kl. II oznaczonego metod¹ Soxhleta a iloœci¹ pól bia³ych mierzon¹ metod¹ KAO, przy oœwietleniu halogenowym i tle zielonym
obrazu, a zawartoœci¹ t³uszczu wyznaczon¹ odwo³awcz¹ [10] Pisula A, Dasiewicz K., Flis A. - Zastosowanie metod¹ Soxhleta. Najwy¿szy wspó³czynnik korelacji komputerowej analizy obrazu do standaryzacji sk³adu wyliczono stosuj¹c oœwietlenie halogenowe i t³o zielone, chemicznego drobnego miêsa wieprzowego kl. II w co wskazuje, ¿e takie warunki nale¿y przyj¹æ za optymalne ci¹g³ ych linia ch rozbi orowy ch. Postê py Techniki do wykonywania tego typu analiz. Przetwórstwa Spo¿ywczego, 2004, (1), s. 8-12.
[11] Polska norma PN-A-82014:1997 - Miêso i przetwory miêsne. Miêso bez koœci do produkcji przetworów z
LITERATURA
miêsa rozdrobnionego.
[1] Ang T. - Fotografia cyfrowa. Wydawnictwo ARKADY,
[12] Polska norma PN-ISO 1444:2000 - Oznaczanie Warszawa, 2003.
zawartoœci t³uszczu wolnego.
[2] Chrobot M. - Próba zastosowania KAO do oceny jakoœci
[13] S³owiñski M. Badania nad zastosowaniem szybkich, miêsa wo³owego pochodz¹cego z ró¿nych czêœci tuszy.
poœrednich metod do oceny jakoœci tuszek i miêsa Praca magisterska. Zak³ad Technologii Miêsa SGGW,
drobiowego. Rozprawa habilitacyjna. Wydzia³ 1999.
Technologii ¯ywnoœci, Katedra Technologii i Oceny [3] Dasiewicz K. - Badania nad zastosowaniem
Komputero-¯ywnoœci, SGGW, 2005.
wej Analizy Obrazu do oceny jakoœci miêsa wo³owego.
[14] Szorc J. - Ocena zawartoœci tkanki t³uszczowej w Praca doktorska. Wydzia³ Technologii ¯ywnoœci,
pó³tuszach wieprzowych. Gospodarka Miêsna, 2004, 56, Katedra Technologii i Oceny ¯ywnoœci, SGGW, 2001.
(3), 28 - 32.
[4] Florowski T. - Próba zastosowania komputerowej analizy
[15] Teicher G. - Fototechnika. Wydawnictwo Naukowo-obrazu do oceny jakoœci miêsa wieprzowego. ¯ywnoœæ.
Techniczne, Warszawa, 1982.
Nauka Technologia. JakoϾ, 2003, 4 (37), 63 71.
[5] Gawêcki J., Wagner W. - Podstawy metodologii badañ
OPTIMALIZATION OF MEASUREMENT doœwiadczalnych w nauce o ¿ywieniu cz³owieka i
CONDITIONS OF FAT CONTENT IN PORK MEAT
¿ywnoœci. PWN, Warszawa, 1984.
TRIMMINGS CLASS II USING VIDEO IMAGE [6] Hedgecoe J. - Fotografia. Wydawnictwo ARKADY,
ANALYSIS (VIA) Warszawa, 2002.
[7] Instrukcja obs³ugi programu komputerowego Carne 2.2, SUMMARY
2004. The aim of the study was to determine the effects of illumination
[8] Kuchida K., Konos S., Konishi K., Oleck-LD-van., and colour of the background on R, G, B values and accuracy of Suzuki M., Miyoshis S. Prediction of crude fat content of fat estimation in pork trimmings using video image analysis longissimus muscle of beef using the ratio of fat area
(VIA). Illumination proved to be the main agent which calculated from computer image analysis: comparison of
influenced on R, G, B, values and amount of white and reds regression equations for prediction using different input
spots. The greatest correlation coefficient in meat determined devices at different stations. Journal of Animal Science
by Soxhlet method and calculated based on VIA when green 2000, 78, 799 802.
background and halogen light were used.
[9] Lewicki P. - Zastosowanie komputerowej analizy obrazu w technologii ¿ywnoœci. Przemys³ Spo¿ywczy, 1995, 47, (5), s.155157.
barwy produktom wêdzonym, która jest wynikiem reakcji