一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法技术

本发明专利技术提出一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，包括：离线采样并解析全发酵周期内液体菌种生物量参数及其演变规律；手工测量的辅助变量特征M‑Features建立生物量参数软测量模型M<subgt;1</subgt;；采集不同发酵阶段的液体菌种的可见光图像与可见‑近红外I区‑近红外II区多源波谱数据，构建图谱数据集，搭建多任务机器视觉模型V<subgt;1</subgt;用于提取基于机器视觉辅助变量特征E‑Features；联合生物量参数软测量模型M<subgt;1</subgt;及多任务机器视觉模型V<subgt;1</subgt;，建立E‑Features与M‑Features的关联，得到级联机器视觉软测量模型MV；部署所述MV模型于终端嵌入式智能设备，并设计任务执行的交互软件。该方法可在线实时评估液体菌种发酵过程生物量参数演变的趋势，以指导菌种的投产应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发酵工程生物量参数的软测量，具体涉及使用级联机器视觉进行液体菌种发酵过程生物量参数的检测方法。

技术介绍

1、液体菌种的质量和数量决定了食用菌的出菇品质和产量。为了在最短时间内获取生物量高、纯度高、活力好的目标菌种，对发酵过程的生物量动态演变进展进行原位实时非接触监测，也就成为获得稳定和优质产出的需要。液体菌种的发酵过程通常是一个动态的生长演化过程，涉及菌种的裂变生长，发酵液的营养消耗及发酵产物的积累。因此，其发酵过程是一个大滞后、多变量、强耦合的复杂非线性系统，内部反应机理十分复杂。在实际的发酵生产过程中，能实现自动检测的参量主要集中在一些现有传感器可以直接测量、容易测量的物理化学参数上，如温度、ph、溶解氧、罐压等，而其它一些重要的、影响发酵过程品质的关键生化参量如基质浓度、菌体浓度和产物浓度等则必须用离线分析的方法才能得到。

2、离线分析滞后性大、且容易造成发酵染菌，从而影响发酵效率和产品质量。软测量技术是解决上述问题的有效途径之一。软测量技术是一种间接测量方法，利用由容易测量的参数(辅助变量)，通过建模，实现对不容易测量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，所述S1中全发酵周期包括：适应期，指数生长期，成熟期，衰老期；所述生物量参数主导变量Bio-Indices演变规律是指菌种浓度Con、菌种鲜重BMf及菌种干重BMd在全发酵周期内随着发酵时间推进而产生的动态变化规律。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，所述S2具体为：所述的辅助变量特征M-Features中发酵液体积Vls，是指取样样品的发酵液体积；所述的辅助...

【技术特征摘要】

1.一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，所述s1中全发酵周期包括：适应期，指数生长期，成熟期，衰老期；所述生物量参数主导变量bio-indices演变规律是指菌种浓度con、菌种鲜重bmf及菌种干重bmd在全发酵周期内随着发酵时间推进而产生的动态变化规律。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，所述s2具体为：所述的辅助变量特征m-features中发酵液体积vls，是指取样样品的发酵液体积；所述的辅助变量特征m-features中菌种体积vsp，是指一定体积取样样品中所有菌团的总体积；所述的辅助变量特征m-features中菌种质量msp，是指一定体积取样样品中所有菌团的总质量，所述的辅助变量特征m-features中发酵液质量mls，是指取样样品的发酵液的质量；

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，所述s3具体为：所述的多源图谱数据集包括：可见光二维图像，可见光-近红外i区-近红外ii区高光谱一维波谱数据；

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的液体菌种生物量的软测量方法，其特征在于，所述s4中的构建多任务机器视觉模型v1，是通过级联多任务的机器视觉模型，以实现辅助变量...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶大鹏，武礼宾，翁海勇，孙淑静，金文松，林铃，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：