Emission filter design to detect poultry skin tumors using fluorescence hyperspectral imaging

Taemin Kim, Byoung-Kwan Cho, Moon S. Kim

Abstract


This paper presents an optimal emission filter of the fluorescence imaging system to detect skin tumors on poultry carcasses. The secure production of disease-free meat is crucial in the mass production environment. The fluorescence spectra have been gaining the practical use in many areas because the fluorescence response is very sensitive in detecting trace elements. The spectral features of the specimen are embedded across broad spectral bands and have been analyzed in various methods. We apply the linear discriminant analysis to determine the emission filter of fluorescence imaging system. It provides the optimal attenuation of emission wavelengths in terms of discriminant power. The attenuation values prioritize wavelengths to select significant spectral bands. With the optimal filter, skin tumor parts of chicken carcasses are enhanced saliently in resultant fluorescence images.

Key words: emission filter, hyperspectral imaging model, image enhancement, linear discriminant analysis, poultry skin tumors, spectrofluorimetry.

 

Resumen

La producción de carne libre de enfermedades es crucial en producción pecuaria intensiva. Los espectros de fluorescencia se han estado usando en forma práctica en muchas áreas, ya que la respuesta de fluorescencia es muy sensible para detectar elementos traza. Este artículo presenta un óptimo filtro de emisión para el sistema de imágenes de fluorescencia utilizado para detectar tumores cutáneos en canales de pollo. Las características espectrales de la muestra --insertas en bandas espectrales amplias- se han analizado por varias metodologías. En este artículo aplicamos el análisis lineal discriminante para determinar el filtro de emisión del sistema de imágenes por fluorescencia, mediante el cual se obtiene la atenuación optima de las ondas de emisión en términos de poder discriminante. Los valores de atenuación priorizan las longitudes de onda para seleccionar las bandas espectrales más significativas. Gracias a la utilización de este filtro optimizado, los tumores cutáneos existentes en la canal de pollo son magnificados, de modo que se alcanzan a diferenciar perfectamente en las imágenes de fluorescencia resultantes.

Palabras clave: análisis discriminante lineal, espectrofluorimetría, filtro de emisión, mejoramiento de imagen, modelo de imagen hiperespectral, tumor cutáneo en aves.

 

Resumo

A produção de carne livre de doenças é crucial em produção pecuária intensiva. Os espectros de fluorescência temse estado utilizando em forma prática em muitas áreas, já que a resposta da fluorescência é muito sensível para detectar elementos traça. Este artículo apresenta um óptimo filtro de emissão para o sistema de imagens de fluorescência utilizado para detectar tumores cutâneos em carcaças de frangos. As características espectrais da amostra, insertas em bandas espectrais amplas são utilizadas por varias metodologias. Neste artículo aplicamos a análises linear discriminante para determinar o filtro de emissão do sistema de imagens por fluorescência, mediante o qual obtém-se a atenuação óptima das ondas de emissão em termos de poder discriminante. Os valores de atenuação dão prioridade às longitudes de onda para seleccionar as bandas espectrais mais significativas. Graças à utilização do filtro optimizado, os tumores cutâneos existentes na carcaça de frango são magnificados, de fato que são diferenciados perfeitamente nas imagens de fluorescência resultantes.

Palavras chave: análises discriminante lineal, espectrofluorimetria, filtro de emissão, melhoramento de imagem, modelo de imagem hiperespectral, tumor cutâneo.


Keywords


emission filter; hyperspectral imaging model; image enhancement; linear discriminant

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Abstract : 86 PDF : 291 HTML : 665

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