時(shí)間:2023-12-23 16:22:01
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇食品檢測(cè)新技術(shù)范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
目前,我國食品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量眾多,但是大部分規(guī)模比較小,而且很分散,企業(yè)的法治和自律意識(shí)很弱,再加上消費(fèi)人群非常龐大,而且銷售渠道比較多,很容易出現(xiàn)食品安全問題。造成食品安全問題的因素很多,一方面是環(huán)保因素,另一方面是生產(chǎn)條件的客觀因素,此外,大多數(shù)還是由于農(nóng)藥、獸藥、添加劑等物品的違規(guī)濫用。所以僅僅通過實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè),很難做到及時(shí)、快速地從源頭上食品安全狀況進(jìn)行全面監(jiān)控,因此,提高食品檢測(cè)技術(shù)具有重要的意義。
一、當(dāng)前食品檢測(cè)技術(shù)存在的問題
1、檢測(cè)技術(shù)比較落后
目前,一些經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)以及科研條件比較好單位,其食品檢測(cè)方面能夠掌握國際食品檢測(cè)的新技術(shù).但是在許多落后地區(qū)由于食品檢測(cè)設(shè)備比較陳舊,檢測(cè)技術(shù)相對(duì)較為落后,造成食品檢測(cè)的數(shù)值誤差比較大。也有的偏遠(yuǎn)地區(qū)甚至沒有相關(guān)的檢測(cè)機(jī)構(gòu),從而導(dǎo)致我國的整體食品檢測(cè)技術(shù)較為落后。對(duì)農(nóng)藥殘留、化學(xué)物質(zhì)含量等食品檢測(cè)能力無法滿足需求.造成食品安全檢測(cè)存在較大的缺陷。
2、缺乏統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
由于我國的相關(guān)食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)如質(zhì)監(jiān)系統(tǒng)、食品藥品監(jiān)督管理系統(tǒng)還沒有建立健全食品檢驗(yàn)檢測(cè)的市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),此外,鑒定結(jié)果認(rèn)定也存在不統(tǒng)一的情況.經(jīng)常出現(xiàn)一些重復(fù)認(rèn)定現(xiàn)象,從而對(duì)食品檢驗(yàn)工作造成了較大的影響。
3、檢測(cè)技術(shù)不夠完善
目前,我國食品安全標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家及國際組織的接軌程度不高,從而導(dǎo)致國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在國際社會(huì)缺乏可信度。此外,食品檢測(cè)技術(shù)水平不高,如檢測(cè)方法不夠完善。,食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、評(píng)估預(yù)警水平還不高等問題比較突出。,常規(guī)的一些檢測(cè)方法存在一定的弊端,往往比較復(fù)雜,而且其耗用的資金也比較多,同時(shí),不具備較好的精準(zhǔn)性特征。
二、食品檢測(cè)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)
就目前的發(fā)展趨勢(shì)來看,由于科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,食品檢測(cè)技術(shù)與方法呈現(xiàn)出多種多樣的狀況,食品檢測(cè)儀器也越來越靈敏,食品檢測(cè)方法的檢測(cè)限也變得越來越低。如何實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、省時(shí)、省力和低成本的快速檢測(cè)是目前我們迫切需要的。
(一)免疫學(xué)技術(shù)
免疫學(xué)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是可直接對(duì)細(xì)菌進(jìn)行選擇,不需要分離而直接通過免疫法進(jìn)行篩選。該項(xiàng)技術(shù)主要包括放免、酶免、熒光免、化學(xué)發(fā)光免等。農(nóng)殘酶聯(lián)免疫分析曾被譽(yù)為農(nóng)殘檢測(cè)技術(shù)的重要手段,具有非常高的特異性和準(zhǔn)確性,能快速檢測(cè)農(nóng)藥中獸藥殘留、致病菌、毒素以及轉(zhuǎn)基因。當(dāng)前食品安全檢測(cè)技術(shù),比較經(jīng)常用到的方法主要是免疫磁珠分離法、免疫力檢測(cè)試劑條、免疫乳膠試劑、免疫酶技術(shù)、免疫深沉法或免疫色譜法等。
(二)生物傳感器技術(shù)
生物傳感器的功能具有多樣化、智能化、集成化、高靈敏性、高識(shí)別性和實(shí)時(shí)性等顯著特點(diǎn),日益受到國內(nèi)外檢測(cè)機(jī)構(gòu)的高度重視。目前廣泛應(yīng)用的主要是SPR生物傳感器,具有靈敏、快速、準(zhǔn)確、無需標(biāo)記、便捷實(shí)時(shí)等優(yōu)點(diǎn),可以與其他新技術(shù)相結(jié)合,從而形成一種新型的食品安全快速檢測(cè)方法和儀器。
(三)生物芯片及微縮芯片實(shí)驗(yàn)室
目前,我國國家生物芯片中心等單位已經(jīng)開發(fā)出主要用于食源性致病菌檢測(cè)的新技術(shù),并投入生產(chǎn)。食源性病毒檢測(cè)和獸藥殘留檢測(cè)等生物芯片技術(shù)平臺(tái)主要包括儀器和試劑盒,它們具有高通量、高靈敏度和快速、準(zhǔn)確等特點(diǎn),在食品安全、疾病診斷等方面具有重要的應(yīng)用效果,各國都給予了高度極。今后的發(fā)展將向現(xiàn)場(chǎng)、速測(cè)和微縮芯片實(shí)驗(yàn)室等方向進(jìn)一步發(fā)展。
(四)基因芯片檢測(cè)技術(shù)
基因芯片檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)的細(xì)菌種類非常廣泛,檢測(cè)結(jié)果的合格率能夠達(dá)到99%,檢測(cè)時(shí)間也大為縮短。該項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行精確地檢測(cè)。主要利用分析當(dāng)前通用的基因報(bào)告,并將其制成芯片樣品,然后通過與被檢測(cè)的食品的簡(jiǎn)單雜交,就可以準(zhǔn)確判定轉(zhuǎn)基因食品所具有的特征性能。對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品的安全問題的判定具有重要意義。
(五)特種電化學(xué)傳感器
電化學(xué)傳感器其主要特點(diǎn)是小巧、靈敏、多樣化和低成本。目前,可以利用特種電化學(xué)傳感器來構(gòu)建食品安全快速檢測(cè)儀。比如可以將納米技術(shù)和電化學(xué)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,從而構(gòu)建一種可以快速檢測(cè)食品中有毒有害重金屬的檢測(cè)儀器。
(六)光光度法速測(cè)儀器
該儀器可以有針對(duì)性地對(duì)多種檢測(cè)目標(biāo)的試劑盒進(jìn)行優(yōu)化,并采用集束式冷光源和單色器等新技術(shù),從而推出具有高精度、重穩(wěn)定性和模塊化的便攜式比色計(jì),能快速檢測(cè)與食品安全密切相關(guān)的40多種參數(shù)的多參數(shù)食品安全速測(cè)儀,比如亞硝酸鹽、甲醛、硝酸鹽、味素、無機(jī)砷、吊白塊、金屬鉛、地溝油、泔水油等參數(shù)。這類快速檢測(cè)儀很適合基層食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用,比較符合現(xiàn)有的食品安全監(jiān)管現(xiàn)狀。
三、小結(jié)
綜上所述,我國食品安全檢測(cè)技術(shù)的提高,一方面必須加強(qiáng)食品檢驗(yàn)設(shè)備的資金投入和檢測(cè)薄弱環(huán)節(jié)的科技研發(fā)。另一方面必須引進(jìn)和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)設(shè)備。同時(shí),要加大對(duì)高新技術(shù)的研究與檢測(cè)人員的培訓(xùn)力度,全面提升食品安全從業(yè)人員的科技水平。相信隨著我國市場(chǎng)機(jī)制的進(jìn)一步完善,以及食品安全檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步成熟,未來我國食品安全水平將會(huì)得到極大改善。
參考文獻(xiàn)
[l]吳永寧.現(xiàn)代食品安全[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2003.
概述
最近幾年以來,人們經(jīng)常會(huì)聽到各種食品安全事故,這種不好的現(xiàn)象使得人們?cè)絹碓阶⒅厥称返陌踩珯z測(cè),從而推進(jìn)了食品安全檢測(cè)技術(shù)研究的迅速發(fā)展,在這個(gè)過程中,生物技術(shù)起到了極為關(guān)鍵的功用。同時(shí),這些新型檢測(cè)方法的運(yùn)用會(huì)使得我國食品安全管理工作受到一定程度的影響。按照檢測(cè)技術(shù)基本原理,可將檢測(cè)方法分為2大類,即化學(xué)檢測(cè)方法和生物學(xué)檢測(cè)方法[1]。這2種類型的方法均有著自己的獨(dú)特之處,化學(xué)檢測(cè)方法在檢測(cè)靈敏度以及準(zhǔn)確性方面有著良好的表現(xiàn),然而其所需要花費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)、樣品處理比較麻煩,并且所需設(shè)備價(jià)格非常高,故無法在基層檢測(cè)中被廣泛運(yùn)用。生物學(xué)分析方法比較常見的是免疫學(xué)和分子生物學(xué)方法,其與化學(xué)檢測(cè)方法相比,靈敏度方面有所欠缺,然而其檢測(cè)所需時(shí)間較短,且比較容易操作,往往不需要使用大型設(shè)備,故這種技術(shù)能夠被廣泛運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)過程中。
1 生物技術(shù)的現(xiàn)狀
生物技術(shù)這種新型檢測(cè)技術(shù)不僅能夠減少檢測(cè)所需的費(fèi)用,而且可以在一定程度上加快檢測(cè)的速度。然而,各種新的食品安全問題經(jīng)常被公布出來,從而導(dǎo)致單一的檢測(cè)技術(shù)不再適用,比如靈敏度、準(zhǔn)確性、高效性以及低成本等。因此,最近幾年以來,很多研究者以生物學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),并綜合考慮食品安全檢測(cè)各項(xiàng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),再參考其他技術(shù)方法的原理,最終提出了一些新的食品安全檢測(cè)技術(shù),在檢測(cè)技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,且可以被人們所廣泛運(yùn)用,文章將就這些新技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
2 生物技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的最新運(yùn)用
2.1 FTA-PCR技術(shù)
FTA卡是一種專門研制的棉纖維卡片,在制作過程中往往需將其放置于強(qiáng)力變性劑以及螯合劑中。這種卡片的表層包含有EDTA、SDS、石碳酸、聚丙烯酰胺、抑菌劑這些化學(xué)物質(zhì),在獲得細(xì)胞之后,EDTA、SDS、石碳酸這些化學(xué)藥劑會(huì)迅速將細(xì)胞分解開來,然后聚丙烯酰胺則會(huì)自動(dòng)將核酸固定起來,從而確保樣品的DNA不會(huì)遭受破壞,同時(shí)也能夠很好地避免各種微生物的生長(zhǎng)。這種方法能夠使得DNA、RNA在室溫下保存,對(duì)于PCR檢測(cè)是極為有利的。在食源性致病菌、人畜共患病的檢測(cè)過程中,F(xiàn)TA-PCR檢測(cè)方面明顯更適用。現(xiàn)如今,很多研究者采用該方法來展開各項(xiàng)檢測(cè),通過察看一系列調(diào)查材料,可以很好地看出FTA卡能夠?qū)κ吃葱灾虏∥⑸镎归_高效的檢測(cè)。
2.2 生物傳感器技術(shù)
生物傳感器是由固定化并具有化學(xué)分子識(shí)別功能的生物學(xué)科、換能器件以及放大裝置構(gòu)成的分析工具或系統(tǒng)[2]。生物傳感器的構(gòu)成部件分別是換能器、生物敏感元件與信號(hào)處理放大裝置,生物傳感器技術(shù)的具體運(yùn)用情況非常良好,其在食品安全檢測(cè)方面有著諸多優(yōu)勢(shì),比如響應(yīng)速度非常快、所需樣品用量比較少、操作過程易進(jìn)行、能夠持續(xù)進(jìn)行分析以及自動(dòng)化測(cè)量等。由于該技術(shù)具有這些方面的特性,使得其主要被運(yùn)用于以下2方面:被用來獲取魚、肉以及乳制品新鮮程度情況;被用來測(cè)出食品的實(shí)際口味和熟度,這樣能夠幫助人們?nèi)瘫O(jiān)控各種食品的烹制水平。
2.3 基因探針法
基因探針法又被人們稱為分子雜交技術(shù),該技g的主要對(duì)象是DNA,由于基因具有變性、重復(fù)性和堿基的精準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)這些特性,使得人們能夠檢測(cè)出DNA的序列。現(xiàn)如今,DNA探針雜交法可以細(xì)分為相雜交以及異相雜交這兩個(gè)類別,該技術(shù)離不開基因探針的運(yùn)用。近幾年,基因探針雜交技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的運(yùn)用非常頻繁,其能夠很好地探測(cè)出食品中所存在的各種微生物,如李斯特氏菌、大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌和志賀氏菌等。與以往相比,DNA探針技術(shù)明顯具有著更大的優(yōu)勢(shì),其不僅操作簡(jiǎn)易,而且在特異性方面表現(xiàn)比較強(qiáng),同時(shí)具有著較高的靈敏度,這些均使得該技術(shù)的食品安全檢測(cè)效果極為準(zhǔn)確。然而該技術(shù)仍然存在著局限性,還需相關(guān)研究人員進(jìn)一步改進(jìn)和完善。
2.4 生物芯片技術(shù)
生物芯片是將大量生物識(shí)別分子按預(yù)先設(shè)置的排列固定于一種載體表面,利用生物分子的特意性親和反應(yīng)來分析各種生物分子的存在及其量的一種技術(shù)[3]。這種技術(shù)比較新穎,且其在高通量方面具有著突出表現(xiàn),以前的基因檢測(cè)方法往往需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)才能達(dá)成,且需要人工進(jìn)行,故不可避免會(huì)使得每次實(shí)驗(yàn)之間均存在一定的系統(tǒng)誤差。而基因芯片技術(shù)的運(yùn)用正好能夠解決這方面的問題,各種操作都能一次性完成,其檢測(cè)過程能夠自動(dòng)進(jìn)行,故所獲得的數(shù)據(jù)是精確的。然而,該檢測(cè)技術(shù)依然存在著一些不足之處,其無法精準(zhǔn)判定出多細(xì)胞組織類型中檢測(cè)基因的位置。同時(shí)該技術(shù)無法運(yùn)用于蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)功能的檢測(cè),故還很有必要去探究蛋白類芯片。
2.5 免疫技術(shù)
所有免疫檢測(cè)技術(shù)的工作原理均是抗體和抗原的結(jié)合反應(yīng)。免疫技術(shù)一般可分為3類:免疫標(biāo)記技術(shù)、免疫沉淀反應(yīng)和免疫凝集試驗(yàn)[4]。免疫檢測(cè)在諸多生物學(xué)檢測(cè)方法中是非常值得推廣運(yùn)用的一種,其除了具有其他幾種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之外,而且分析容量比較大、檢測(cè)所需費(fèi)用比較低,在食品檢測(cè)方面效果良好,主要是研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)如今,免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)中運(yùn)用比較多的技術(shù)是酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA),這種方法已經(jīng)被人們廣泛運(yùn)用于食品安全檢測(cè)中。 ELISA的實(shí)際操作流程是把抗體和酶結(jié)合在一起形成酶標(biāo)抗體,該酶標(biāo)抗體不僅含有抗原抗體反應(yīng)的功效,而且具備酶的底物催化特征,在遇到其它抗原之后,再配上相應(yīng)的底物,則能依據(jù)底物顯色的深淺程度對(duì)抗原做出定性或定量的評(píng)估。故ELISA分析法主要運(yùn)用于對(duì)鮮活組織的探測(cè)以及對(duì)那些經(jīng)過基因工程改造生物體的前期檢測(cè)。
3 結(jié)束語
伴隨著食品種類的不斷增多,人們對(duì)于食品檢測(cè)方法的要求也愈加嚴(yán)格。由于食品安全關(guān)系到人們的身體健康,故應(yīng)該重視食品安全檢測(cè)技術(shù)的開發(fā),并還需不斷對(duì)這些技術(shù)方法進(jìn)行改進(jìn),從而確保食品能夠符合各方面的安全要求。
參考文獻(xiàn)
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[2]張娟,譚嘉力,梁宇斌,李曉明,吳煒亮.可視芯片技術(shù)及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2013(8):41-45.
1 近紅外光譜在食品分析中的應(yīng)用
近紅外光譜常用的測(cè)量技術(shù)有透射法、漫反射法和反射透射法,視樣品對(duì)近紅外光線的透過情況可選用不同的測(cè)量技術(shù),而這3種技術(shù)相結(jié)合可以測(cè)定各種形態(tài)的樣品,如可以直接測(cè)定粉末、塊狀、漿糊狀固體及液體等。由于近紅外譜帶受分子內(nèi)外環(huán)境的影響較小,因此近紅外技術(shù)可適用于多種環(huán)境條件下的測(cè)試分析。近紅外光線可以穿透許多透明材料,因此,無需打開玻璃瓶蓋,可以直接對(duì)玻璃瓶?jī)?nèi)的物品進(jìn)行測(cè)量[1]。
近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)(Near infrared spectroscopy,NIR)在食品工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。在水果、蔬菜檢測(cè)中NIR實(shí)現(xiàn)了非破壞性地測(cè)定完整蘋果中的總糖、蔗糖、葡萄糖和果糖以及果汁中的糖和酸的含量,成分分析效率較高,為判斷蘋果的品質(zhì)提供了新方法。在蘋果汁、葡萄汁、梨汁等加工過程中,用NIR可連續(xù)測(cè)量可溶性固形物、總固形物和總水分的變化,進(jìn)而監(jiān)控加工產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著近紅外光譜儀硬件設(shè)備成本不斷降低,進(jìn)一步完善軟件的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,提高從復(fù)雜、重疊和變化的近紅外光譜中提取有效信息的效率,增加光譜的信噪比,近紅外光譜法的應(yīng)用前景將更加廣闊。
2 生物酶分析技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用
20世紀(jì)80年代生物工程作為一門新興高新術(shù)在我國得到了迅速發(fā)展。生物酶是從生物體中產(chǎn)生的,具有特殊的催化功能。在食品工業(yè)中主要用蛋白酶,它能催化蛋白質(zhì)和多肽鍵水解,廣泛存在于動(dòng)物內(nèi)臟、植物莖葉、果實(shí)和微生物中。各種生物體都能合成它,但唯有微生物蛋白酶具有生產(chǎn)價(jià)值。
生物酶不僅在食品發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用廣泛,而且還在食品檢測(cè)技術(shù)中有著一定的作用。如在國際果汁市場(chǎng)中,蘋果汁是僅次于橙汁的第二大果汁產(chǎn)品,蘋果汁中添加蘋果酸是比較常見的摻假象。天然蘋果汁只含有L—蘋果酸,通過測(cè)定D—蘋果酸含量可檢測(cè)摻假蘋果汁,若樣品中存在D—蘋果酸,則說明樣品為摻雜果汁[2]。
3免疫分析技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用
免疫分析主要是利用抗體能夠與相應(yīng)抗原及半抗原發(fā)生自發(fā)的、高選擇性的特異性結(jié)合這一性質(zhì),通過將特定抗體(或抗原)作為選擇性試劑來對(duì)相應(yīng)待測(cè)抗原(或抗體)進(jìn)行分析測(cè)定的方法[3]。
免疫分析法具有靈敏度高、方法簡(jiǎn)捷、分析量大、檢測(cè)成本低、容易普及和推廣,尤其適宜現(xiàn)場(chǎng)篩選和大量樣品的快速分析,并且可以對(duì)化合物、酶或蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。在食品安全檢測(cè)中酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)較為常用,它利用酶標(biāo)記物同抗原抗體復(fù)合物的免疫反應(yīng)與酶的催化放大作用相結(jié)合,既保持了酶催化反應(yīng)的敏感性,又保持了抗原抗體反應(yīng)的特異性,極大的提高了靈敏度,且克服放射免疫分析技術(shù)(RIA)操作過程中放射性同位素對(duì)人體的傷害。
4原子熒光在食品分析領(lǐng)域的應(yīng)用
我們都知道砷是具有蓄積作用的有害元素,砷普遍存在于自然界環(huán)境和動(dòng)植物體內(nèi)。由于含砷農(nóng)藥的使用及環(huán)境污染,以及食品在加工過程中使用某些化學(xué)添加劑而引起食品中砷的污染。由于嬰幼兒食品的特殊加工,更容易受到有害因素的污染。因此,砷在嬰幼兒食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)中尤為重要。
目前總砷的檢測(cè)方法有原子熒光法、銀鹽法、砷斑法、原子吸收光譜法等[4]。目前對(duì)砷鹽的檢測(cè)多般采用銀鹽分光光度法,亦稱二乙基二硫代氨基甲酸銀(即DDC-Ag)比色法。該法在一定條件下能夠比較準(zhǔn)確的測(cè)出樣品中砷鹽的含量,但存在檢測(cè)步驟繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、影響因素多、檢測(cè)誤差大等缺點(diǎn)。
砷斑法也就是馬氏試砷法:Zn、鹽酸和試樣混在一起,將生成的氣體導(dǎo)入熱玻璃管,若試樣中有砷的化合物存在,就會(huì)生成AsH3,因生成的AsH3在加熱部位分解產(chǎn)生As,As積集而成亮黑色的“砷鏡”。“砷鏡”如果能用次氯酸鈉溶液洗滌而溶解,則證明是砷。由比較可知,銀鹽法測(cè)定砷過程繁瑣,化學(xué)反應(yīng)條件不易控制等;砷斑法雖然比較簡(jiǎn)單,但準(zhǔn)確性差。而原子熒光法,靈敏度高、檢出限低、已被廣泛應(yīng)用。因此采用微波消解處理樣品后,利用原子熒光測(cè)定嬰幼兒輔助食品中的總砷,取得了滿意的結(jié)果。
5 結(jié)論
食品監(jiān)管部門采用一些新的檢測(cè)技術(shù)是非常必要的,新的檢測(cè)技術(shù)可以縮分析時(shí)間、提高分析的靈敏度、實(shí)現(xiàn)在線分析、定性和定量分析、多種組分同時(shí)進(jìn)行分析等優(yōu)點(diǎn)。儀器分析受人為因素比傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)要少,但需要檢測(cè)技術(shù)人員有更多的儀器相關(guān)知識(shí),因此從事儀器檢測(cè)的相關(guān)人員要對(duì)儀器分析技術(shù)有深入的研究,并且要對(duì)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)有一定的了解,才能為我國食品安全提供有力的保障。
參考文獻(xiàn):
[1]王海水.近紅外光譜在品質(zhì)分析和定量分析中的應(yīng)用.分析測(cè)試技術(shù)與儀器,2002(3):136-138
二、活動(dòng)背景
九月,新生的到來為大學(xué)校園注入了新鮮的血液,我們美麗的校園再一次迸發(fā)出青春的熱情。對(duì)新生而言,大學(xué)的一切都是新奇而有趣的,尚未接觸社會(huì)的他們還缺乏對(duì)大學(xué)社會(huì)及校外社會(huì)的認(rèn)識(shí)。作為成都理工大學(xué)實(shí)踐協(xié)會(huì)這樣的一個(gè)組織,我們本著“團(tuán)結(jié)、奉獻(xiàn)、實(shí)踐、感恩”的精神,為新生提供一個(gè)提高自我,認(rèn)識(shí)社會(huì),展示才能的舞臺(tái),為我校貧困學(xué)生提供愛心助學(xué)、勤工儉學(xué)機(jī)會(huì),是我們義不容辭的責(zé)任。而我們的協(xié)會(huì)也會(huì)在每年的這個(gè)時(shí)候吸納一批新鮮的會(huì)員,為我們的新學(xué)年將要進(jìn)行的所有活動(dòng)招募人才。
三、活動(dòng)目的
通過策劃、宣傳、面試吸收新生會(huì)員,擴(kuò)大組織影響力,幫助新生更好適應(yīng)大學(xué)生活,給新生搭建展示自我的平臺(tái),為協(xié)會(huì)組織公益活動(dòng)儲(chǔ)備人才。
四、活動(dòng)時(shí)間
1.宣傳:xx年9月21日——22日
2.招新:xx年9月24日——25日
五、活動(dòng)地點(diǎn)
1.宣傳地點(diǎn):銀杏、珙桐、芙蓉新生寢室,學(xué)校各大餐廳門口,燈光球場(chǎng)
2.招新地點(diǎn):以成都理工大學(xué)社團(tuán)聯(lián)合會(huì)的安排而定
六、前期準(zhǔn)備
1. xx年9月10日,策劃部對(duì)本次活動(dòng)以書面形式做好策劃
2. xx年9月15日,辦公室組織協(xié)會(huì)關(guān)于新學(xué)年招新討論會(huì)議
3. xx年9月初——9月20日,外聯(lián)部聯(lián)系贊助商,就相關(guān)事宜進(jìn)行接洽、商定。
4. xx年9月20日——24日,活動(dòng)部向社團(tuán)聯(lián)合會(huì)遞交策劃,申請(qǐng)場(chǎng)地,遮雨篷等用具,安排招新時(shí)各干事的工作。
5. xx年9月18——20日,宣傳部準(zhǔn)備宣傳資料、材料、道具。
七、宣傳方式和地點(diǎn)
1. 展板宣傳:俱樂部
2. 橫幅宣傳:燈光球場(chǎng)、四教與六教間十字路口、俱樂部、銀杏餐廳前門、珙桐大橋
3. 海報(bào)宣傳:各寢室樓前宣傳欄、俱樂部、后校門
4. 印發(fā)宣傳資料(紙質(zhì)宣傳單):新生寢室
5. 在不違反有關(guān)規(guī)定的前提下,在各路口、建筑貼溫馨提示、路標(biāo)(為新生提供方便)
八、活動(dòng)內(nèi)容及安排
(一)宣傳階段
1. 9月21、22日,根據(jù)分組,各干事分別到新生寢室發(fā)放宣傳資料并作動(dòng)員
2. 9月22日,宣傳部各干事按安排地點(diǎn)張貼海報(bào)和懸掛橫幅
3. 招新當(dāng)天在招新接待點(diǎn)張貼橫幅和海報(bào),選擇性散發(fā)宣傳單
4. 招新當(dāng)天工作人員在招新點(diǎn)的角色扮演(米老鼠、唐老鴨等服裝)
(二)招新階段
1. 招新當(dāng)日,活動(dòng)部和辦公室在招新大會(huì)開始前一小時(shí)布置招新點(diǎn)
2. 招新開始,辦公室,活動(dòng)部有關(guān)人員至少三人在招新點(diǎn),收發(fā)新會(huì)員入會(huì)申請(qǐng)表格,并指導(dǎo)新生填寫,作現(xiàn)場(chǎng)的問答初試
3. 9月26日擇地點(diǎn)進(jìn)行復(fù)試
4. 具體細(xì)節(jié)活動(dòng)可根據(jù)各部門工作安排及實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整
九、各部門工作分配明細(xì)
1.會(huì)長(zhǎng)總領(lǐng)全局,副會(huì)長(zhǎng)監(jiān)督并協(xié)調(diào)各部門工作
2.活動(dòng)策劃:策劃部
3.活動(dòng)贊助:外聯(lián)部
4.宣傳資料購買、制作、張貼、分發(fā):宣傳部
5.應(yīng)聘表格設(shè)計(jì),招新點(diǎn)布置,工作分組:辦公室
6.場(chǎng)地申請(qǐng),道具租借、歸還:活動(dòng)部
十、注意事項(xiàng)
1. 嚴(yán)格遵守紀(jì)律,嚴(yán)禁任何以協(xié)會(huì)工作為由的違反法律及學(xué)校規(guī)章制度的行為。
2. 各部門團(tuán)結(jié)互助,工作干凈利落,保持高效,同時(shí)與其他兄弟協(xié)會(huì)搞好關(guān)系。
3. 有工作任務(wù)卻因個(gè)人原因不能到崗的人員,提前一天跟副會(huì)長(zhǎng)提出請(qǐng)假,副會(huì)長(zhǎng)與辦公室協(xié)調(diào)補(bǔ)缺。
4. 活動(dòng)期間注意安全,盡量避免人員復(fù)雜和工作繁瑣而帶來的各種隱患。
5. 突況靈活處理或向社聯(lián)求助
成都理工大學(xué)實(shí)踐協(xié)會(huì)
xx年9月10日
附表1.資金預(yù)算
招新活動(dòng)資金預(yù)算
用品名稱
單價(jià)(元)
數(shù)量
合計(jì)(元)
備注
馬克筆(大)
6
8
48
馬克筆(中)
2
14
28
馬克筆(小)
1
15
15
透明膠
1.5
5
7.5
調(diào)色盤
1.5
2
3
顏料
13
2
26
鉛筆
1
1
1
橡皮
1
1
1
排刷
11.5
1
11.5
排筆
11
1
11
海報(bào)
6
2
12
白紙
1
12
12
漿糊
2
4
8
小盆、桶
3
3
9
照片(6寸)
32
0.19
22
泡沫膠
2
5
10
展板(大)
120
1
120
展板(小)
80
1
80
宣傳單頁
0.8
5000
400
橫幅
75
8
600
角色服裝租借
100
2*2天
頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)Ρ尘霸肼晫?shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)試,隨時(shí)檢測(cè)電磁環(huán)境,保證了通信的可靠性。以光纖作為主要介質(zhì),電纜作為備用介質(zhì),設(shè)計(jì)出體積小、重量小,能夠?qū)崿F(xiàn)鏈路自動(dòng)切換的系統(tǒng)就顯得十分必要。
一、光電自適應(yīng)通信技術(shù)的特性
光電自適應(yīng)通信系統(tǒng)中同時(shí)連接電纜和光纖,通過物理層來調(diào)整首選通信介質(zhì)。通常情況下以光纖作為主選通信介質(zhì),電纜為備用。如果光纖鏈路出現(xiàn)問題,物理層的接口設(shè)備能夠根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)情況識(shí)別出故障,進(jìn)而自動(dòng)將通信鏈路轉(zhuǎn)接到電纜上。同樣,可以將電纜作為主選通信介質(zhì),其自動(dòng)切換的原理相同。這樣,光電自適應(yīng)擁有兩套鏈路,而且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換,保證了通信的可靠性。
二、光電自適應(yīng)通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1、光以太網(wǎng)物理接口設(shè)計(jì)。光以太網(wǎng)接口的功能是由光收發(fā)器實(shí)現(xiàn)的,完成光信號(hào)與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換,這種傳輸是透明性質(zhì)的。光收發(fā)器在發(fā)送信號(hào)時(shí),首先將電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,變成光信號(hào)之后發(fā)送出去。光信號(hào)傳回到光接收端口后,同樣會(huì)被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),此時(shí)光收發(fā)器會(huì)顯示信號(hào)有效,表明接受到的光信號(hào)是有效的。光收發(fā)器在接受以及發(fā)送信號(hào)時(shí)采用的是獨(dú)立的光纖,標(biāo)準(zhǔn)的1X9封裝,激光波長(zhǎng)根據(jù)系統(tǒng)的需要采用了1310nm,數(shù)據(jù)串行速率設(shè)計(jì)為1.25Gb/s,采用FC螺紋接口對(duì)機(jī)械進(jìn)行連接,能夠保證連接的可靠度。光收發(fā)器使用的是LVPECL電平的對(duì)外接口,與使用CML電平的電接口控制器芯片88E1112相連,要針對(duì)兩種不同的電平進(jìn)行信號(hào)匹配設(shè)計(jì)。芯片與光收發(fā)器之間的電路如圖1所示。在該電路當(dāng)中,采用的是交流耦合電容,輸入信號(hào)的電平由上下拉電阻根據(jù)LVPECL電平的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整的。當(dāng)信號(hào)從收發(fā)器傳遞到芯片時(shí),LVPECL的信號(hào)負(fù)載則由發(fā)送端的下拉電阻提供,信號(hào)線上的電容采用的是交流耦合形式。
2、電以太網(wǎng)物接口設(shè)計(jì)和控制器選擇。在電以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)中使用的是10/100/1000M以太網(wǎng)模型,借助通電連接器,實(shí)現(xiàn)4對(duì)以太網(wǎng)收發(fā)信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器之間的連接,信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器傳輸給電接口控制器,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)協(xié)議以及物理層信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。在選擇電接口物理層接口控制器時(shí),考慮到頻譜檢測(cè)系統(tǒng)的工作要求,并且實(shí)現(xiàn)硬件和軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的目的,采用了88E1112,它具有比較特殊的光電介質(zhì)自適應(yīng)檢測(cè)功能,其內(nèi)部電路能夠?qū)﹄娊涌谝约肮饨涌诘膬煞N信號(hào)能量進(jìn)行監(jiān)控。在工作中,如果檢測(cè)到電接口有信號(hào)能量,則會(huì)通過電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,當(dāng)檢測(cè)到有光信號(hào)能量時(shí),又能夠通過光纖進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收。
三、光電自適應(yīng)軟件設(shè)計(jì)分析
1、電接口物理層接口控制器初始化分析。該控制器的初始化軟件操作過程中,內(nèi)部有兩組獨(dú)立的寄存器分別對(duì)光接口以及電接口實(shí)施控制,通過設(shè)置進(jìn)而得出應(yīng)該使用的寄存器。通過在高溫以及低溫下的測(cè)試和實(shí)際的運(yùn)用情況,調(diào)整對(duì)PHY傳輸?shù)組AC的差分電平范圍。
2、頻譜檢測(cè)系統(tǒng)工作過程。頻譜檢測(cè)設(shè)備對(duì)命令信息的控制主要通過以太網(wǎng)接受上位機(jī),進(jìn)而得到設(shè)備的信號(hào)頻率信息、帶寬信息等有關(guān)參數(shù),對(duì)中頻率模擬信號(hào)數(shù)字化處理,經(jīng)過變化的中頻信號(hào)傳入到信息處理設(shè)備中斷后,系統(tǒng)會(huì)依據(jù)信號(hào)帶寬進(jìn)而選擇是否進(jìn)行下變頻。當(dāng)下變頻后,頻譜分析該數(shù)字信號(hào),并且處理數(shù)字信號(hào),借助光電自適應(yīng)以太網(wǎng)得將出的結(jié)果傳遞給上位機(jī),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)信號(hào)的分析和處理。借助頻譜檢測(cè)設(shè)備,根據(jù)得到的信號(hào)結(jié)果,上位機(jī)會(huì)對(duì)電子環(huán)境的實(shí)時(shí)使用狀況進(jìn)行判斷,進(jìn)而通過引導(dǎo),幫助無線電定位系統(tǒng)有效識(shí)別和定位特點(diǎn)頻率信號(hào)。
四、結(jié)語
在機(jī)載環(huán)境下,頻譜檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)通信安全、通信設(shè)備的體積以及重要有一定要求,將光電自適應(yīng)通信技術(shù)運(yùn)用到頻譜檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,不僅大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電路設(shè)計(jì),而且有效地提高了信息傳輸?shù)目煽啃裕O(shè)備的重量和體積也減小。
1 引言
隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)在視頻監(jiān)控中的廣泛應(yīng)用,有限通信帶寬條件下的高分辨率視頻獲取技術(shù)成為多媒體研究的焦點(diǎn)。
移動(dòng)通信中,通常檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方法是背景消除法(BS,Background Subtraction)[1],它首先估計(jì)背景模型,然后通過該模型比較視頻幀以檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。當(dāng)處理實(shí)際的視頻監(jiān)控序列時(shí),BS遇到許多挑戰(zhàn),如光照的變化、運(yùn)動(dòng)干擾等[2]。最近,Tsai等[3]利用獨(dú)立成分分析(ICA,Independent Component Analysis)提出一種快速背景消除方案。這個(gè)方案在室內(nèi)視頻監(jiān)控環(huán)境下能夠容忍光照的變化。在動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境下,Zhang等[4]提出了一種內(nèi)核相似性模型(KSM,Kernel Similarity Modeling)的目標(biāo)檢測(cè)方法,但這個(gè)方法僅對(duì)簡(jiǎn)單的干擾是魯棒的。在動(dòng)態(tài)背景下,Kim等[5]在文獻(xiàn)中提出一種基于模糊彩色直方圖(FCH,F(xiàn)uzzy Color Histogram)的BS算法用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè),能夠最小化背景運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的色彩變化。根據(jù)背景圖像不同的目標(biāo)會(huì)引起頻率變化的情況,Chen等[6]提出一種分層背景模型。同時(shí),Han等[7]根據(jù)顏色、梯度和類Haar空時(shí)特征變量的統(tǒng)計(jì)條件,提出一種分塊背景模型,它對(duì)光照和陰影的影響都是魯棒的。
上述BS算法都在空域操作,但需要大量的訓(xùn)練序列估計(jì)背景模型。因此,這種模型估計(jì)增加了計(jì)算成本,實(shí)際上限制了BS算法在多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
最近提出的CS(Compressive Sensing)[8-10]理論說明,如果信號(hào)是稀疏的,它能夠通過遠(yuǎn)小于Nyquist采樣率獲取的少量隨機(jī)測(cè)量值高概率恢復(fù)原始信號(hào)。CS能夠降低復(fù)雜性的同時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行采樣和壓縮處理,因而它具有降低視頻編碼器運(yùn)算成本的優(yōu)越性[11]。因此,我們認(rèn)為CS是視頻信號(hào)檢測(cè)的較好方案。早期運(yùn)用CS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的方式是通過圖像背景的測(cè)量值來訓(xùn)練目標(biāo)輪廓,然后再通過訓(xùn)練后的目標(biāo)輪廓檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)[12]。但該算法需要大量的存儲(chǔ)和運(yùn)算操作,不適合實(shí)時(shí)多媒體傳感器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2012年,Jiang等[13]通過感知的CS值提出一種低秩和稀疏分解的目標(biāo)檢測(cè)模型。盡管該模型能夠適應(yīng)于有限帶寬的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò),但由于視頻序列的小波系數(shù)并非稀疏,因而它對(duì)干擾和光照非魯棒。2013年,Yang等[14]基于CS理論提出一種僅需要10%的測(cè)量值就能同時(shí)恢復(fù)視頻目標(biāo)和背景的檢測(cè)方法。然而,該方法仍然需要小波變換系數(shù)實(shí)現(xiàn)稀疏分解,因此,在干擾和光照條件下容易產(chǎn)生虛假的目標(biāo)圖像。在文獻(xiàn)[15]中,Write等提出一種壓縮主成成分追蹤的低秩矩陣和稀疏分解的解決方案。該方案在壓縮域能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。
本文提出一種新的視頻壓縮感知模型(VCSM,Video Compressive Sensing Model),旨在通過CS測(cè)量值研究一種通信情況下新的目標(biāo)視頻方法,并解決視頻目標(biāo)的高精度重構(gòu)問題。VCSM的主要優(yōu)點(diǎn)是能用少量的CS測(cè)量值,同時(shí)重構(gòu)目標(biāo)、背景和視頻序列,且對(duì)運(yùn)動(dòng)干擾具有較好的魯棒性。
2 視頻壓縮感知模型架構(gòu)
圖1為文獻(xiàn)[16]提出的一種三維循環(huán)陣列采樣視頻的實(shí)現(xiàn)原理,它能夠同時(shí)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行感知和壓縮處理,并具有低復(fù)雜性和易于硬件實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。這種方法使用兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了視頻壓縮處理:1)隨機(jī)卷積。通過原始矢量幀Xt(t=1, 2, …, T)與循環(huán)矩陣C卷積產(chǎn)生循環(huán)測(cè)量值Cxt;2)隨機(jī)采樣。首先應(yīng)用排列矩陣P對(duì)Cxt進(jìn)行隨機(jī)產(chǎn)生排列矢量PCxt,然后再應(yīng)用子采樣矩陣St對(duì)PCxt進(jìn)行處理,最后產(chǎn)生一種降維的壓縮值矩陣A=StPCxt=[a1, a2, …, aT]。
基于圖1的結(jié)構(gòu),已知測(cè)量矩陣A,我們提出采用CS技術(shù)重構(gòu)運(yùn)動(dòng)視頻的目標(biāo)和背景。借鑒2009年Candes等提出的一種魯棒的主成成分分析(RPCA,Robust Principal Component Analysis)模型。該模型通過求解公式(1)的最小化問題,能同時(shí)重構(gòu)視頻的目標(biāo)和背景幀:
(1)
其中,X∈R(MN)×T代表原始視頻序列,B和F分別代表視頻的背景和目標(biāo)。但RPCA模型具有兩種缺陷,一是不能直接通過A重構(gòu)B和F;二是目標(biāo)圖像重構(gòu)僅對(duì)稀疏分布的視頻幀具有魯棒性[17-18]。然而,現(xiàn)實(shí)世界的視頻序列存在運(yùn)動(dòng)干擾,很少具有稀疏性。文獻(xiàn)[16]利用幀間和幀內(nèi)的相關(guān)性,提出一種三維全局變量(TV3D)的CS視頻重構(gòu)技術(shù)。TV3D具有低的復(fù)雜性(O(3×MN×T)),其實(shí)現(xiàn)模型為:
TV3D (2)
其中,D1,D2分別是一個(gè)幀內(nèi)水平和垂直的差分操作因子,而D3是時(shí)間變量差分操作因子。
為了能夠從采樣后的CS測(cè)量值直接檢測(cè)和重構(gòu)運(yùn)動(dòng)目標(biāo),我們結(jié)合RPCA和TV3D提出一種新的目標(biāo)、背景和視頻序列重構(gòu)模型。在CS域,這種模型可以描述為:
(3)
其中,X=[x1, x2, … xT]代表原始頻序列,B=[b1, b2, … bT]為背景,F(xiàn)=[f1, f2, …, fT]為運(yùn)動(dòng)目標(biāo),Φ為CS域測(cè)量矩陣。在公式(3)中,TV3D用于提高視頻目標(biāo)重構(gòu)的質(zhì)量。由于公式(3)對(duì)可變初始化過程不敏感,因此,X,B,F(xiàn)的初始化矩陣可設(shè)置為0矩陣。這樣,rank(B)的最小化問題成為NP問題[17]。通過核范數(shù),我們把公式(3)問題變成求解如下問題:
(4)
在公式(4)中,TV3D用于保證低秩計(jì)算和稀疏分解的精確處理。為了求解公式(4),我們定義重構(gòu)的目標(biāo)、背景和視頻序列分別為。由于目標(biāo)重構(gòu)對(duì)劇烈運(yùn)動(dòng)的干擾非魯棒,Borenstein等[19]利用置信圖(confidence map)確定圖像區(qū)域的原理,提出一種優(yōu)良的圖像分割算法。受此啟發(fā),本文使用構(gòu)造一個(gè)置信圖并定義置信圖為M=[m1, m2, …, mT], mi∈0, 1;i=1, 2, …, T。在M中,置信圖是一個(gè)二進(jìn)制矩陣,其中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的像素位置設(shè)置為1,運(yùn)動(dòng)干擾的像素位置設(shè)置為0。通過使用(這里代表了Hadamard乘積),我們想進(jìn)一步改善視頻目標(biāo)圖像的重構(gòu)質(zhì)量。由于運(yùn)動(dòng)干擾的重復(fù)性和局部集中的特點(diǎn)[20-21],現(xiàn)實(shí)世界的視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠用高斯分布模型化[22-23]。本文使用混合高斯模型(MGM,Mixed Gaussian Model)來估計(jì)受運(yùn)動(dòng)干擾后像素影響的強(qiáng)度分布[22]:
(5)
這里f(xij)代表的第i列第j個(gè)像素xij的概率密度函數(shù),ω是MGM的加權(quán)值,?x和σx分別是置信圖算法估計(jì)得到的均值和標(biāo)準(zhǔn)方差,?p和Σp為xij的粒子軌跡矩陣估計(jì)得到的均值和協(xié)方差矩陣[22]。粒子軌跡矩陣Σp可通過Lagrangian粒子軌跡矩陣移位法實(shí)現(xiàn)[24-25],主要用于獲取運(yùn)動(dòng)干擾引起的像素偏差。
基于公式(5),本文中置信圖的實(shí)現(xiàn)流程如下:
(1)使用公式(5)估計(jì)每個(gè)像素的概率密度f(xij);
(2)設(shè)置門限閾值θ,判斷哪些像素屬于運(yùn)動(dòng)干_或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值;
(3)如果f(xij)>θ,則像素xij=1;否則,xij=0。
重復(fù)以上過程,得到的二進(jìn)制矩陣即為實(shí)現(xiàn)的置信圖M。
3 視頻目標(biāo)圖像的重構(gòu)算法
在公式(4)中,視頻壓縮的過程可以描述為αt=Φxt。由于使用P,C和St(t=1, 2, …, T)產(chǎn)生了壓縮測(cè)量矩陣A(如圖1所示),因此,我們應(yīng)用特殊形式rt=Cxt和StPrt=αt替代ΦX=A,則公式(4)可以寫為:
(6)
這里,R=[r1, r2, …, rT]是循環(huán)測(cè)量矩陣。對(duì)于公式(6)的實(shí)現(xiàn),每次迭代需要兩步進(jìn)行。第1步,算法重構(gòu)原始視頻X;第2步,分割背景和目標(biāo)。為了重構(gòu)X,求解公式(7):
(7)
采用擴(kuò)展拉格朗日乘法器(ALM)[26]求解公式(7),可以得到:
(8)
這里,λi和ν是拉格朗日乘法器矩陣。可見,公式(8)可替代公式(7)求解。因此,ALM通過迭代拉格朗日函數(shù)和更新拉格朗日乘法器能夠解決公式(8)的最小化問題。其實(shí)現(xiàn)過程如下:
(9)
(10)
(11)
注意到,直接求解公式(9)很困難,因此,有:
(12)
(13)
(14)
公式(12)子問題的求解如下:
(15)
其中,Sα(?)代表軟閾值操作因子,它被定義為:
Sα(x)=sign(x)×max{|x|-α,0} (16)
其中,α表示條件軟閾值大小。
接著,我們通過如下步驟求解公式(13)子問題[16]:
(17)
(18)
公式(18)中PicSt是St選擇的CS測(cè)量值索引,rt是矩陣R的第t列值。對(duì)于公式(14),X可通過解二次方程式求解。固定Xk+1,求解公式(19)重構(gòu)B和F:
(19)
公式(19)的擴(kuò)展拉格朗日函數(shù)可以表示為:
(20)
公式(20)中,Y是拉格朗日乘法器矩陣,代表了矩陣內(nèi)積。使用ALM算法求解公式(20)中的最小化問題如下:
(21)
(22)
類似地,使用替換策略求解公式(21)中的每個(gè)元素的最小化如下:
(23)
(24)
綜合以上求解過程,視頻目標(biāo)檢測(cè)及其重構(gòu)算法的整個(gè)過程如圖2所示:
在上述算法中,置信圖M,
Dα(?)是矩陣Z的奇異值收縮因子,并定義為Dα(Z)=USα(Σ)VT。其中,U和V是實(shí)單位矩陣,∑是正則化對(duì)角矩陣。Sα(?)為矩陣∑的軟閾值操作因子。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
為了量化算法的實(shí)現(xiàn)性能,視頻目標(biāo)的檢測(cè)精度利用F范數(shù)-測(cè)量值表示,并定義:
F測(cè)量=2×(精度×重構(gòu)率)/(精度+重構(gòu)率) (25)
其中,精度和重構(gòu)率為:
精度=TP/(TP+FP),重構(gòu)率=TP/(TP+FN) (26)
其中,TP、FP以及FN分別表示實(shí)正數(shù)、假正數(shù)以及假負(fù)數(shù)。F-測(cè)量值越高,表示視頻檢測(cè)精度的效率越好。表1列出了算法實(shí)現(xiàn)時(shí)的主要設(shè)置參數(shù):
在實(shí)驗(yàn)中,我們對(duì)提出的VCSM和RPCA模型以及典型的基于背景消除算法的改進(jìn)混合高斯模型(GMM)[29]進(jìn)行了比較。VCSM、RPCA和GMM均在空域?qū)崿F(xiàn),所有的實(shí)驗(yàn)使用HP計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)(EliteDesk 800 G1 SFF;Intel(R)Core(TM) i7_4790 CPU @3.60 Hz 3.6 GHz;安裝內(nèi)存:4.00 GB;系統(tǒng)類型:64位)。
為了和GMM比較,我們給出一種目標(biāo)重構(gòu)的突出比較形式。實(shí)驗(yàn)選擇4種室內(nèi)視頻序列(機(jī)場(chǎng)大廳176×144×30,候機(jī)室160×128×30,餐廳160×120×30和商場(chǎng)大廈320×256×30)作為測(cè)試對(duì)象進(jìn)行性能評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。可以看到,VCSM僅需要CSR=0.2的測(cè)量值就能實(shí)現(xiàn)RPCA和GMM方法類似的視頻效果。
最后,我選擇一組實(shí)際的戶外視頻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步說明算法的實(shí)現(xiàn)效果。圖4隨機(jī)選擇4幀圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn),包含陰影和攝像機(jī)抖動(dòng)干擾。從圖4(b)可以清晰地看到,VCSM方法能比較準(zhǔn)確地區(qū)分目標(biāo)的輪廓形狀,且能完全地消除攝像機(jī)抖動(dòng)干擾。而RPCA和GMM兩種方法都不能給出目標(biāo)的清晰效果。
5 結(jié)論
本文提出一種基于CS技術(shù)進(jìn)行視頻序列檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)模型(VCSM),該模型能夠通過少量的測(cè)量值實(shí)現(xiàn)魯棒的目標(biāo)、背景和原始視頻重構(gòu)。其中,重構(gòu)的視頻序列可通過估計(jì)獲得的置信圖進(jìn)一步提升運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重構(gòu)效果。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與典型的空域方法如RPCA、GMM比較,提出的VCSM方法對(duì)室內(nèi)和室外視頻均有較好的檢測(cè)和目標(biāo)重構(gòu)性能,且僅需要更少的數(shù)據(jù)量。尤其對(duì)于室外視頻序列,VCSM可以有效地消除運(yùn)動(dòng)干擾(如樹枝搖動(dòng)、噴池水和視頻攝像機(jī)噪音等)。VCSM最大的問題是,算法求解核范數(shù)時(shí)計(jì)算復(fù)雜性較高。因此,未來我們將使用云計(jì)算及其在線并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)VCSM對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻分析。
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中圖分類號(hào):TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)06-0098-01
隨著數(shù)字化校園方案的推進(jìn),各高等院校都建立起了自己的數(shù)字化服務(wù)系統(tǒng),數(shù)據(jù)安全工作變得尤為重要。數(shù)據(jù)中心機(jī)房的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控視頻信息量大,異常情況判斷和處理的效率需求高,因此,研制快速有效的數(shù)據(jù)中心視頻異常監(jiān)控體系,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為保證視頻異常監(jiān)控處理的效率,異常情況的快速檢測(cè)非常關(guān)鍵。因此,本文嘗試從該方面對(duì)傳統(tǒng)視頻異常檢測(cè)技術(shù)加以改進(jìn),以實(shí)現(xiàn)對(duì)校園數(shù)據(jù)中心視頻異常檢測(cè)的高效處理。
1 總體方案
目前,視頻異常檢測(cè)機(jī)制根據(jù)其應(yīng)用行業(yè)及場(chǎng)合的不同而采用不同的算法和實(shí)現(xiàn)方案,其中,異常情況的檢測(cè)技術(shù)也有所不同,大致分為異常目標(biāo)檢測(cè)和異常區(qū)域檢測(cè)兩種。校園數(shù)據(jù)中心因其監(jiān)控場(chǎng)合的特殊性,主要采用異常區(qū)域檢測(cè)的方案。本文提出的改進(jìn)后的矩陣差分檢測(cè)模型實(shí)質(zhì)在于以常規(guī)的背景差分算法為基礎(chǔ),該方案的處理流程簡(jiǎn)述如下:
(1)系統(tǒng)初始化,并初次設(shè)立背景幀。由于數(shù)據(jù)中心中正常情況下是無人進(jìn)出,背景模型受運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的影響較小,僅考慮室內(nèi)外光照變化,疑似火災(zāi)或疑似非法闖入等情況對(duì)監(jiān)控畫面背景造成改變。因此初始化時(shí),可考慮直接采用監(jiān)控視頻的前導(dǎo)有效圖像幀序列的某一幀作為背景幀。
(2)系統(tǒng)初始化完成后,會(huì)不斷地從圖像緩存中讀取現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像幀序列。每新讀進(jìn)來的圖像幀,應(yīng)首先同已建立的背景檢測(cè)模型進(jìn)行差分運(yùn)算比對(duì),其差值與預(yù)先設(shè)定的閥值比較,如超過則判斷有疑似情況發(fā)生,將差值變化區(qū)域作為異常情況區(qū)域提取出來,建立異常背景模型。后續(xù)的監(jiān)控圖像進(jìn)來,直接與該異常背景模型進(jìn)行對(duì)比,當(dāng)累計(jì)值超過門限值時(shí),進(jìn)行報(bào)警。
(3)長(zhǎng)期工作時(shí),為避免誤檢和漏檢,系統(tǒng)應(yīng)強(qiáng)制清空異常背景模型,使異常背景模型失效,重新建立異常背景模型。
2 模型建立與實(shí)現(xiàn)
2.2 差分計(jì)算
3 矩陣加速
在進(jìn)行異常情況檢測(cè)時(shí),計(jì)算量主要集中在背景模型更新和異常情況判定兩個(gè)步驟。如直接進(jìn)行全尺寸的差分運(yùn)算,綜合視頻圖像序列的連續(xù)疊加效應(yīng),其計(jì)算量巨大。同時(shí),經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),因數(shù)據(jù)中心機(jī)房場(chǎng)地條件特殊性,即使出現(xiàn)異常情況,其反應(yīng)在監(jiān)控視頻圖像中的位置范圍和移動(dòng)軌跡呈現(xiàn)聚類特性。因此,在進(jìn)行差分運(yùn)算時(shí),可借助矩陣加快處理速率。其思路如下所示:
(1)將當(dāng)前視頻圖像以像素為單位做矩陣化預(yù)處理;
(2)下一幀視頻圖像進(jìn)來做矩陣化預(yù)處理;
(3)做差分運(yùn)算,即進(jìn)行兩幀圖像的像素點(diǎn)矩陣遍歷比較后,若出現(xiàn)像素點(diǎn)異常,即疑似異常運(yùn)動(dòng)目標(biāo)出現(xiàn)時(shí),將對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的矩陣編號(hào)抽取出來形成背景模型;
(4)依據(jù)如前所述的聚類特性,按照“九宮格”像素點(diǎn)關(guān)聯(lián)原則優(yōu)先將疑似像素點(diǎn)的臨近編號(hào)抽取出來,讀入緩存;
(5)新的視頻圖像進(jìn)來矩陣化預(yù)處理后,僅抽取前述處理中出現(xiàn)疑似異常情況相同矩陣編號(hào)的像素點(diǎn)序列,與背景模型遍歷比較;
(6)重復(fù)以上步驟。
利用矩陣加速的實(shí)質(zhì)將原先的像素點(diǎn)集合差分運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l圖像像素矩陣的行遍歷或列遍歷比較;同時(shí),讀入緩存中的像素點(diǎn)序列已對(duì)異常情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單預(yù)判,將差分運(yùn)算的范圍和計(jì)算量盡量控制在局部,從而有效降低計(jì)算廣度和復(fù)雜度,提高了運(yùn)算效率。
4 結(jié)語
本文嘗試對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)加以改進(jìn),利用背景分析法和時(shí)域分析法兩種方案之間較強(qiáng)的相關(guān)性,針對(duì)背景分析法對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景變化敏感的缺陷,采用局部時(shí)域分析法對(duì)其模型進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)利用矩陣來加速其差分運(yùn)算過程,以實(shí)現(xiàn)快速有效的異常檢測(cè)。本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房視頻異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可在保障數(shù)據(jù)中心監(jiān)控工作正常進(jìn)行的同時(shí),有效提高工作效率,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
專業(yè)技術(shù)人員的配備。參與食品檢驗(yàn)的工作人員其在進(jìn)行食品檢驗(yàn)時(shí)所起到的作用是十分重要的,所以應(yīng)當(dāng)提高檢驗(yàn)人員的個(gè)人技能水平和專業(yè)素質(zhì),并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)和教育,使其了解不同的食品檢驗(yàn)方式,以此來不斷提高檢驗(yàn)人員的素質(zhì)。在食品檢驗(yàn)過程中應(yīng)用新技術(shù),新技術(shù)并不是所有檢驗(yàn)人員都能即刻了解和掌握的,需要通過配備專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)檢驗(yàn)人員進(jìn)行指導(dǎo),使檢驗(yàn)人員能夠?qū)Υ隧?xiàng)技術(shù)有一定的了解,在專業(yè)技術(shù)人員的幫助下完成設(shè)備的操作,從而保障新技術(shù)使用的正確性,進(jìn)而提高食品的安全。
專業(yè)儀器和試劑的準(zhǔn)備。在進(jìn)行食品檢驗(yàn)時(shí),需要應(yīng)用到相關(guān)設(shè)備和試劑,需要檢驗(yàn)人員根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行合理的使用,尤其是針對(duì)一些較為先進(jìn)的設(shè)備和試劑,更需要嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作,否則將會(huì)直接影響到最后所得到的檢驗(yàn)結(jié)果,使檢驗(yàn)結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性,甚至?xí){到食品食用者的身體健康。此外,專業(yè)儀器的使用還應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行定期的檢查、維護(hù)和保養(yǎng)工作,以免儀器在使用過程中受到各種因素的影響而降低檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
檢驗(yàn)方法的選擇。能夠用于食品檢驗(yàn)的方法有很多,但是每個(gè)檢驗(yàn)方法都有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn),所得到的檢測(cè)結(jié)果也會(huì)存在一定的差異,所以需要檢驗(yàn)人員了解每種食品的特性,盡量確保食品檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,尤其在檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)用新技術(shù),更需要選擇出與其相適應(yīng)的檢驗(yàn)方法。如果所選擇的檢驗(yàn)方法不得當(dāng),即使使用的技術(shù)和儀器再先進(jìn),也會(huì)使所得出的檢驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。所以,為了能夠確保食品在檢驗(yàn)過程中得到最真實(shí)的檢驗(yàn)結(jié)果,需要選擇最合適的檢驗(yàn)方法。
食品出廠檢驗(yàn)中新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
生物傳感器技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用主要是依靠其對(duì)生物物質(zhì)較為敏感的特性,如果在食品當(dāng)中含有某些物質(zhì),那么通過使用該技術(shù)就可以將其轉(zhuǎn)變成電信號(hào),并呈現(xiàn)在檢測(cè)儀器上。該技術(shù)儀器主要是由信號(hào)放大裝置、理化轉(zhuǎn)換器、生物活性物質(zhì)等構(gòu)成的。
食品中所含有的成分種類有很多,并且都具有生物屬性。在檢驗(yàn)時(shí),如果想要盡量提高檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)當(dāng)對(duì)食品中所含有的生物成分進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn),從而使該項(xiàng)技術(shù)能夠滿足食品檢驗(yàn)要求。該檢驗(yàn)方法的使用是在傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的,能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法所不能夠完成的檢驗(yàn)任務(wù),為提高檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性,保障食品安全具有重要作用和意義。
生物芯片技術(shù)。該技術(shù)是在上個(gè)世紀(jì)九十年代出現(xiàn)和興起的,以一種全新的檢驗(yàn)技術(shù),其主要是由計(jì)算機(jī)、分子生物等技術(shù)構(gòu)成的,其在食品檢驗(yàn)中擁有較為良好的發(fā)展空間和前景。從食品當(dāng)前的現(xiàn)狀來看,食品的種類還在日益增加,加工工藝也變得越來越復(fù)雜,在所生產(chǎn)出來的食品當(dāng)中不僅含添加劑,還摻雜了其他成分,在一定程度上給食品檢驗(yàn)增添了很大的難度。而生物芯片技術(shù)的應(yīng)用便能夠有效解決這些問題,將食品中所含有的成分準(zhǔn)確檢驗(yàn)出來,以滿足食品檢驗(yàn)的需求。
生物芯片技術(shù)本身具有較強(qiáng)的綜合性,其在檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性上也具有很大的優(yōu)勢(shì),所以在日后食品檢驗(yàn)時(shí)充分使用該項(xiàng)技術(shù)。在選擇食品檢驗(yàn)試劑時(shí),應(yīng)當(dāng)將其視為十分重要的環(huán)節(jié),如此一來才能夠充分發(fā)揮出生物芯片技術(shù)所具有的作用,進(jìn)而提高食品檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和食品的安全性。
中圖分類號(hào)TS2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2014)106-0127-02
近幾年,因城市工業(yè)化日漸加深,使得環(huán)境問題越來越嚴(yán)重,人們對(duì)食品安全的關(guān)注也越來越多,食品安全已經(jīng)成為牽動(dòng)人心的焦點(diǎn)問題。然而,對(duì)于現(xiàn)在的食品檢測(cè),傳統(tǒng)的方法已經(jīng)與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求完全脫軌,當(dāng)前在食品檢測(cè)中廣泛應(yīng)用的是PCR技術(shù)、生物芯片、基因探針法、生物傳感器技術(shù)、免疫技術(shù)等生物技術(shù)。眼前,人們?cè)絹碓疥P(guān)注食品安全,即是食品質(zhì)量的安全。在我國,影響并制約食品安全的因素有很多,比如法規(guī)法律尚不完善,政府監(jiān)管松懈以及科學(xué)技術(shù)上遭遇“瓶頸”等。因此,生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用使人們實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)便快捷、特異性強(qiáng)、靈敏度高的食品檢測(cè)方法。
1基因探針法
基因(DNA)探針法又稱分子雜交技術(shù),其原理是利用基因的重復(fù)性、變性和其堿基互補(bǔ)配對(duì)的精確性來探查某一DNA序列的新技術(shù)。當(dāng)前,DNA探針雜交法有兩種,分別同相雜交和異相雜交,其技術(shù)的關(guān)鍵就是構(gòu)建基因探針。近幾年,基因探針雜交技術(shù)十分廣泛的應(yīng)用于食品微生物的檢測(cè)中,如今可檢測(cè)食品中存在的大腸桿菌、沙門氏菌、李斯特氏菌、葡萄球菌和志賀氏菌等。相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法,DNA探針技術(shù)在克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法缺點(diǎn)的同時(shí),其操作簡(jiǎn)便快捷、靈敏度高、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)使食品檢測(cè)結(jié)果更精準(zhǔn)。但是,DNA探針技術(shù)也存在著速度慢、成本高、效率低等局限性,在今后的科學(xué)研究中還需改進(jìn)。
2 PCR 技術(shù)
PCR技術(shù)的原理是以需要擴(kuò)增的DNA分子作為模板,用分別和模板互補(bǔ)的一對(duì)寡核苷酸的片段作引物,遵從半保留復(fù)制原則,在DNA聚合酶的作用下完成擴(kuò)增,因此,又稱聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù),由變性、復(fù)性和延伸三個(gè)步驟構(gòu)成。僅需要用很少的物質(zhì)便可大量擴(kuò)增所需的基因片段,并可以定量、定性地分析檢測(cè)樣品,這是PCR技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí),由于檢測(cè)儀器昂貴,操作復(fù)雜、技術(shù)含量較高,因此對(duì)其技術(shù)人員有較高且嚴(yán)格的要求。由于現(xiàn)在分子生物學(xué)技術(shù)正在突飛猛進(jìn)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)隨處可見,由此可見轉(zhuǎn)基因食品逐漸進(jìn)入了人們的生活,它們?cè)谌藗兊牟妥郎铣霈F(xiàn)的同時(shí),轉(zhuǎn)基因食品的安全性也倍受人們的關(guān)注,成為了百姓飯前茶后所談?wù)摰臒狳c(diǎn)話題。由于在傳統(tǒng)的食物中,并不存在轉(zhuǎn)基因食品中的蛋白質(zhì)和新遺傳物質(zhì),使消費(fèi)者存在隱憂。為了讓人們的健康有一個(gè)可靠的保障,使消費(fèi)者消除顧慮,讓商品流通和國際貿(mào)易更加有利,研發(fā)一個(gè)快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的食品安全檢測(cè)技術(shù)迫在眉睫。
3 免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)
免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基本原理是抗體和抗原的結(jié)合反應(yīng),一般可將其分為三類:免疫沉淀反應(yīng)、免疫標(biāo)記技術(shù)和免疫凝集試驗(yàn)。目前,免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)方法中用途最為廣泛,其具有方便快捷、特異性強(qiáng)、檢測(cè)成本低、靈敏度高、分析容量大等特點(diǎn),特別表現(xiàn)在食品檢測(cè)方面,在分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中通常會(huì)用到。當(dāng)前,免疫技術(shù)中的酶聯(lián)免疫法已在食品檢測(cè)中得到普及。近幾年,在傳統(tǒng)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上,免疫學(xué)開發(fā)出新的檢測(cè)技術(shù),其中包括放射免疫測(cè)定、熒光免疫測(cè)定、免疫傳感器、免疫磁性分離和酶免疫測(cè)定,比如PCR-ELISA技術(shù),就是將酶聯(lián)免疫技術(shù)與PCR技術(shù)結(jié)合,可用于檢測(cè)大腸桿菌,效果良好。酶聯(lián)免疫技術(shù)是將酶標(biāo)記在特異的抗體上,即為酶標(biāo)抗體。它具有酶的底物催化和抗體抗原反應(yīng)的特性,它和與它對(duì)應(yīng)的抗原相結(jié)合,添加底物,便可依據(jù)底物顯色程度作出定量或定性地判斷。由于酶的催化效率高,能夠最大限度的將反映效果放大,使測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定且靈敏度高。但其也具有局限性,因此多數(shù)用于檢測(cè)鮮活組織和基因工程生物體改造的初步檢測(cè)。
4生物芯片技術(shù)
生物芯片技術(shù)的原理是按照預(yù)先的設(shè)置將大量生物分子排列并固定在載體表面,因?yàn)樯锓肿泳哂刑禺愋杂H和反應(yīng),可利用其對(duì)生物分子的量和存在進(jìn)行分析,比如抗體抗原反應(yīng)和核酸雜交反應(yīng)等。高通量是基因芯片最為突出的優(yōu)點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)檢測(cè)方法,生物芯片技術(shù)可克服具有系統(tǒng)誤差的缺點(diǎn),許多基因探針雜交和標(biāo)記等只需一個(gè)過程即可完成,并且生物芯片技術(shù)自動(dòng)化程度高且其數(shù)據(jù)可靠客觀。但是由于基因芯片技術(shù)無法判斷在細(xì)胞類型較多的組織中檢測(cè)基因的精確定位。與基因芯片相比,處于研發(fā)中的蛋白質(zhì)芯片可能將此種情況改善。
上文中論述的生物技術(shù)在食品檢測(cè)方面其運(yùn)用前景是十分廣闊的,除此以外,逐漸會(huì)有越來越多的更加先進(jìn)的生物技術(shù)在食品檢測(cè)中得以應(yīng)用,它的前景很值得期待。
由于生物技術(shù)具有高效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),廣大科學(xué)研究人員對(duì)其越來越認(rèn)可,在食品檢測(cè)中生物技術(shù)成為了重要的力量。在我國科技不斷發(fā)展科研人員不斷努力創(chuàng)新研究的背景下,在今后的食品檢測(cè)中,生物技術(shù)一定會(huì)更加成熟的應(yīng)用其中,使我國的食品質(zhì)量安全得到保障。食品安全不僅關(guān)系到人類的健康,更與國家的經(jīng)濟(jì)、政治息息相關(guān)。近幾年,我國大力推進(jìn)食品檢測(cè)技術(shù)及食品安全的應(yīng)用及研究,并增強(qiáng)了相應(yīng)法規(guī)法律的制定。與此同時(shí),還需大量投入資金在食品檢測(cè)的技術(shù)研究中,并對(duì)食品科學(xué)技術(shù)的專業(yè)隊(duì)伍加強(qiáng)建設(shè)。綜上所述,生物技術(shù)在食品檢測(cè)中已經(jīng)愈來愈顯其優(yōu)越性,但其檢測(cè)方法或多或少都存在著局限性,因此在其應(yīng)用中需要搭配和選擇使用,同時(shí)也期待生物技術(shù)的改進(jìn)、優(yōu)化以及創(chuàng)新,為食品安全提供可靠保障。
中圖分類號(hào):TS201.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)
食品質(zhì)量關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康甚至生命安全,是事關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和構(gòu)建和諧社會(huì)的重大戰(zhàn)略問題。采用高科技實(shí)施高質(zhì)量的食品檢測(cè)工作勢(shì)在必行。
一、我國食品安全問題形勢(shì)嚴(yán)峻,主要存在以下問題:
(一)、農(nóng)產(chǎn)品:大米、小麥以及蔬菜等在種植過程中施加化肥以及使用農(nóng)藥造成殘留,從而導(dǎo)致食品安全問題。
(二)、水產(chǎn)品、畜、禽體內(nèi)殘留大量的激素、抗生素及其他有害物質(zhì)。
(三)、食品在加工過程中使用劣質(zhì)原料,濫用食品及化學(xué)添加劑,甚至還存在添加了有毒物質(zhì)的情況。
(四)、我國食品及相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)力水平仍然比較落后,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者法律意識(shí)淡薄,易受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng),誠信意識(shí)不強(qiáng)。
(五)、廣大人民群眾在消費(fèi)過程中對(duì)食品安全的知識(shí)欠缺,預(yù)防安全意識(shí)較薄弱等。
二、我國食品檢測(cè)體系存在的問題:
(一)食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)的重要性
1、食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)能有效的保證減少食源性疾病。
我們常說病從口入,因此運(yùn)用食品檢驗(yàn)檢測(cè)專業(yè)技術(shù)對(duì)食品進(jìn)行安全檢測(cè)是非常重要的。食物從農(nóng)田到餐桌的一系列安全問題,需要各生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)的誠信自律以及全民公眾意識(shí)的加強(qiáng)和提高等諸多因素的共同努力。
2、食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)能夠保證國家安定、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
俗話說民以食為天,一旦出現(xiàn)食品安全問題,不僅會(huì)影響到社會(huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而且會(huì)影響到國家的聲譽(yù),從而導(dǎo)致影響國際間的合作。
3、食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)能有效保障消費(fèi)者的權(quán)益、促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
食品安全檢測(cè)能夠幫助消費(fèi)者買到健康、放心的安全食品,有效地保障了消費(fèi)者的權(quán)益不受侵犯,消費(fèi)者安全意識(shí)的提高反過來會(huì)促使生產(chǎn)加工企業(yè)努力提高產(chǎn)品質(zhì)量,從而導(dǎo)致食品加工企業(yè)的健康良性發(fā)展。
(二)、我國食品安全檢測(cè)現(xiàn)狀
食品檢驗(yàn)檢測(cè)是食品監(jiān)管的重要技術(shù)支撐,現(xiàn)如今,國內(nèi)主要有類的檢測(cè)儀器和技術(shù)方法用于食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域:
1、樣品的前處理檢驗(yàn)儀器設(shè)備;
2、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)儀器;
3、檢驗(yàn)細(xì)菌、大腸菌群和致病菌的微生物檢測(cè)儀器;
4、檢驗(yàn)有毒有害元素及其價(jià)態(tài)分析的檢測(cè)儀器;
5、檢驗(yàn)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)儀器;
6、檢驗(yàn)獸藥、漁藥殘留的檢測(cè)儀器;
7、轉(zhuǎn)基因檢驗(yàn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的檢測(cè)儀器;
8、食品檢驗(yàn)必備的其它中小型輔助檢測(cè)儀器設(shè)備。
目前國內(nèi)絕大多數(shù)的農(nóng)產(chǎn)品、食品生產(chǎn)加工企業(yè)規(guī)模比較小、數(shù)量眾多而且分散性很強(qiáng),并且法治意識(shí)和自我約束意識(shí)都很弱,從而造成食品安全問題高發(fā),濫用甚至違用農(nóng)藥、獸藥;超量、超范圍使用食品添加劑,甚至使用非食用的化工原料作為食品添加劑添加到食品中。嚴(yán)重危害著人們的身體健康直至生命安全。因此依靠現(xiàn)有的類檢測(cè)儀器和技術(shù)方法是很難對(duì)食品安全狀況進(jìn)行準(zhǔn)確可靠、及時(shí)全面地監(jiān)管的。
(三)、我國食品安全檢測(cè)中存在的問題
1、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范
(1)目前、國內(nèi)的食品安全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步健全。
現(xiàn)在我國實(shí)施的各類食品安全標(biāo)準(zhǔn)有相當(dāng)一部分是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并不是國家標(biāo)準(zhǔn)。而在國際上許多發(fā)達(dá)國家使用的都是由國家立法機(jī)構(gòu)制定的國家標(biāo)準(zhǔn),并且每一種食品都很明確的只對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用起來也非常方便。但是由于我國受到歷史上計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的影響,部分食品目前仍然還是有兩套標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然,國家對(duì)現(xiàn)行的食品國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)整頓、合并,同時(shí)大幅度采用國際標(biāo)準(zhǔn),解決了許多此類標(biāo)準(zhǔn)問題,混亂的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問題已基本上得到了解決。
(2)我國食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)的采用和參照率仍然很低。
由于我國還不夠重視在檢驗(yàn)測(cè)試等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域方面的投人, 沒有形成及時(shí)學(xué)習(xí)、借鑒國外先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的機(jī)制。從而導(dǎo)致在一些關(guān)鍵的食品安全檢驗(yàn)項(xiàng)目上如農(nóng)藥殘留、食品添加劑、轉(zhuǎn)基因食品、飼料等檢驗(yàn)項(xiàng)目缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)方法。
2、檢測(cè)裝備不完善、設(shè)備落后
我國大多數(shù)食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)資金匱乏,缺少資金投入,導(dǎo)致檢測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)裝備。盡管目前普遍采用了原子吸收、氣相色譜、高效液相色譜法等設(shè)備,但是像氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用等在國際上公認(rèn)的設(shè)備還沒有得到普及。而用于超痕量分析的高等檢測(cè)手段就更為缺乏。食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上所采用的檢測(cè)方法在操作上往往較為簡(jiǎn)單容易,技術(shù)含量不高,體現(xiàn)在提取凈化實(shí)驗(yàn)過程時(shí),效果就更加不盡如人意。
3、檢測(cè)技術(shù)手段相對(duì)落后
技術(shù)支撐就是科學(xué)儀器和測(cè)試技術(shù)。在食品生產(chǎn)加工過程中用到的吊白塊、甲醛、雙氧水等雖然嚴(yán)重危害了人民的身體健康,但是一直到現(xiàn)在仍然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法,現(xiàn)行的檢測(cè)方法基本上都是定性法,并不是定性和定量相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法,因此在抗干擾尤其在定量分析方面存在著嚴(yán)重不足。比如快速篩選檢測(cè)技術(shù)不夠成熟,超痕量分析方法尤為欠缺、殘留檢測(cè)方法不夠完善等。針對(duì)這種情況,食品安全監(jiān)管部門必須突破傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)的約束,充分利用有限的資金,積極研究檢測(cè)技術(shù)新方法、研制新的檢驗(yàn)儀器,使檢測(cè)手段接近甚至超過國際先進(jìn)水平,不斷提高分析和檢測(cè)的能力,發(fā)揮食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)的技術(shù)支撐作用,進(jìn)而更好地解決食品安全問題,保障人民群眾的身體健康乃至生命安全。
4、食品安全檢測(cè)專業(yè)技術(shù)人才欠缺
在食品檢測(cè)領(lǐng)域,長(zhǎng)期以來,從事食品安全檢測(cè)的技術(shù)人員絕大多數(shù)都來自各個(gè)衛(wèi)生系統(tǒng)的醫(yī)療檢疫等部門。而具備食品檢測(cè)專業(yè)知識(shí)的大學(xué)生從業(yè)人員卻少得可憐。
三、食品安全檢測(cè)存在問題的對(duì)策以及今后的發(fā)展趨勢(shì)
(一)、提高食品檢測(cè)人員自身的檢測(cè)技能和素質(zhì)
食品檢測(cè)人員的基本素質(zhì)決定其在食品檢測(cè)中能否準(zhǔn)確地選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)儀器、化學(xué)試劑以及適用的檢測(cè)方法等,因此,食品檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握試驗(yàn)儀器、方法、操作等各項(xiàng)基本能力,并對(duì)檢測(cè)結(jié)果具有相應(yīng)的分析能力,以保證檢測(cè)的順利進(jìn)行。另外,食品檢測(cè)人員還應(yīng)了解質(zhì)量體系涉及到的各項(xiàng)法律、法規(guī),并應(yīng)用到食品檢測(cè)實(shí)際工作中,確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠,不受任何外界干擾,符合相關(guān)法律、法規(guī)規(guī)定。
(二)、對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行整合;實(shí)行信息資源共享
食品安全檢測(cè)工作是一項(xiàng)非常專業(yè)的技術(shù)工作,關(guān)系著企業(yè)的生存發(fā)展和人民的健康安全:目前的食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu),農(nóng)業(yè)、質(zhì)監(jiān)、工商、衛(wèi)生部門都設(shè)有下屬的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu),但設(shè)置重復(fù)。檢測(cè)設(shè)備類同;檢驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)。不夠?qū)I(yè),檢驗(yàn)水平不高,使檢驗(yàn)結(jié)果不具有權(quán)威性,實(shí)際工作中甚至造成扯皮,互不承認(rèn)對(duì)方的檢驗(yàn)結(jié)果,這樣既浪費(fèi)了有限的檢驗(yàn)資源,又加重了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。建議將農(nóng)業(yè)、質(zhì)監(jiān)、工商、衛(wèi)生部門下屬的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)整合,成立專門的食品安全檢測(cè)機(jī)構(gòu),同時(shí)強(qiáng)化食品生產(chǎn)企業(yè)在食品質(zhì)量安全方面的主體責(zé)任,檢測(cè)機(jī)構(gòu)加大食品市場(chǎng)抽檢,對(duì)抽檢的結(jié)果定期在新聞媒體上公布,或建立一個(gè)專門的信息平臺(tái),各相關(guān)監(jiān)管部門之間關(guān)于食品安全的信息都在這一平臺(tái)上,從而形成信息資源共享。
(三)、研究、引進(jìn)新設(shè)備、新技術(shù),提高食品檢測(cè)科研水平
借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國國情,加大資金投入,研究、引進(jìn)一些高端設(shè)備和新技術(shù),以國際食品檢測(cè)技術(shù)發(fā)展為導(dǎo)向,加強(qiáng)我國在食品檢驗(yàn)檢測(cè)方面的先進(jìn)方法和技術(shù)的研究和應(yīng)用。提升食品安全檢測(cè)領(lǐng)域的整體水平。
(四)、健全檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)
我國在食品安全性研究建設(shè)方面的投入和人民群眾對(duì)食品安全問題的需求差距還很大。我們不但要借鑒發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),跟上國際食品檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的步伐,而且要結(jié)合我國自身的國情,加強(qiáng)我國食品檢驗(yàn)檢測(cè)先進(jìn)技術(shù)、方法和標(biāo)準(zhǔn)的研究。有針對(duì)性地研究部分先進(jìn)的檢測(cè)方法、有選擇性地研制部分儀器設(shè)備以及玻璃儀器、檢測(cè)所需要的玻璃儀器、化學(xué)試劑等低質(zhì)消耗品。在積極引進(jìn)國際上先進(jìn)的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上。繼續(xù)加大對(duì)食品安全性的研究,積累經(jīng)驗(yàn)并不斷探索新的分析檢驗(yàn)方法,在食品關(guān)鍵控制技術(shù)、食品危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)以及食品安全標(biāo)準(zhǔn)等方面加大研究力度, 進(jìn)一步健全和完善與食品相關(guān)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)體系,更有效地開展食品安全監(jiān)督管理工作,逐步趕上并超過發(fā)達(dá)國家的食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)水平。
(五)、加強(qiáng)與食品安全相關(guān)的法律、法規(guī)的建設(shè)
法律、法規(guī)是企業(yè)和個(gè)人從事食品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)必須遵守的行為準(zhǔn)則,是企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量管理活動(dòng)的重要法律依據(jù)。建立食品安全檢驗(yàn)的基層體系。明確檢驗(yàn)人員的職責(zé),避免生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的檢驗(yàn)走過場(chǎng),對(duì)那些通過行政干預(yù)等手段強(qiáng)迫檢驗(yàn)人員篡改檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行違章作業(yè)的相關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo),要從重從嚴(yán)追究其法律責(zé)任。與此同時(shí),還要加強(qiáng)質(zhì)檢人員的道德規(guī)范教育的工作。在認(rèn)真研究和完善食品安全法律、法規(guī)以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,以法律為武器嚴(yán)厲打擊各種涉及食品安全的各種違法行為,有力地保障人民群眾的身體健康和生命安全。