使用图像处理评估和量化奶粉的表面纹理

近日，Foods在线发表了江南大学未来食品科学中心崔晓晖教授团队的研究成果“Assessing and Quantifying the Surface Texture of Milk Powder Using Image Processing”（Ding et al., Foods, 2022, 11(10): 1519）。江南大学丁浩晗老师为论文第一作者。

研究正文：用相似的喷雾干燥法生产的奶粉具有不同的视觉外观，而奶粉的表面外观是一个关键的质量属性，因为视觉一致性是顾客选择奶粉产品的一个重要因素。量化这种细微差别的视觉指标的传统方法主要是依靠检测人员对产品外观进行人工分类，这既主观又耗时。因此，开发一种在线快速且稳健的外观评估工具是有必要的。这项工作的目的是开发一种分类模型，可以将奶粉样品分类为不同的表面光滑度组。这项工作提出了一种从3D图像量化商业奶粉相对粗糙度的策略。使用摄影测量设备和RealityCapture软件建立奶粉样品的3D模型，并使用表面法线分析比较3个相邻表面法线形成的三角形面积或比较相邻表面法线之间的角度来量化奶粉样品的表面光滑度。实验发现光滑面奶粉锥的三角形面积小于粗糙面奶粉锥的三角形面积，且粗糙面奶粉锥的相邻面法线之间的夹角大于光滑表面奶粉锥体相邻表面法线之间的夹角，证明所提出的面积度量和角度度量可以作为量化奶粉样品光滑度的工具。最后，支持向量机分类器的结果证明，图像处理可以作为将奶粉分为不同表面纹理组的初步工具。

图1 不同外观的奶粉样品

图2 奶粉样品的三维模型

图3 奶粉样品的重建3D网格模型

图4 表面法向法分析奶粉样品的粗糙度

（编辑：潘梦妍）