高光谱相机鉴定识别金银花和山银花的研究
来源:赛斯拜克 发表时间:2023-09-06 浏览量:994 作者:awei
金银花,山银花,两者均是常见的草药,但在形态和化学成分上存在显著的差异。金银花颜色偏黄,而山银花颜色偏白。两者的化学成分也具有显著的区别,这对于药性和药效的研究具有重要价值。
高光谱相机在草药鉴定中的应用,主要依赖于其能够获取物体在多个光谱带的图像。通过这些图像,我们可以获取到物体的形态、化学成分等信息。对于金银花和山银花的鉴定,高光谱相机能够获取到它们在不同光谱带的颜色信息,进而通过分析这些信息,鉴定出是何种草药。
高光谱相机鉴定识别金银花和山银花的研究
本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用广东赛斯拜克科技有限公司产品SP130M进行相关研究。光谱范围在400-1000nm,波长分辨率优于2.5nm,可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS,波段选择后最高3300Hz(支持多区域波段选择)。
在实验过程中,我们将高光谱相机对准待测草药,获取其高光谱图像。通过图像处理和分析,我们可以提取出草药的多个特征,例如颜色、形状、化学成分等。通过对比这些特征,我们可以准确鉴别出是金银花还是山银花。
实验数据处理方法
按照常规处理方法,以参考板为基准,对被测物进行时、空反射率校准,并进行光谱平滑,去除光谱维噪声。
从真彩色图像和假彩色图像对比可以看出,假彩色图像中金银花部分花瓣色调偏白(红色方框),与其他花瓣不一致。样本光谱曲线图中黑色曲线为假彩色图像中白色花瓣的光谱曲线,可以看出除了白色的金银花瓣光谱区别较明显之外,也存在一些金银花和山银花的花瓣光谱区别较小,形态相似度较大的情况。对比山银花和金银花的光谱特征可以看出,在119 波段(611 nm)处山银花的光谱与金银花所区别,山银花有一个较明显的吸收,金银花在该位置的吸收特征不明显。吸收强度图中以看出,山银花的吸收强度明显。
根据上述特征分析,高光谱成像技术可应用于金银花及山银花的工业级分拣及鉴定识别。
为了提高鉴别的准确性,我们采用了多种机器学习算法对获取的特征进行分析。这些算法能够从大量数据中学习并识别出金银花和山银花的特征。通过训练模型并对其进行测试,我们可以得到较高的分类准确率,证明了高光谱相机在草药鉴定中的有效性。
通过本研究,我们发现高光谱相机在金银花和山银花的鉴定中具有显著的优势。不仅能够准确鉴别两者,而且可以提供更多的信息,有助于深入理解草药的性质和药效。然而,高光谱相机的应用仍面临一些挑战,例如如何提取更有效的特征、如何优化机器学习算法等。未来,我们将继续深入研究,以提高鉴别的准确性和效率。
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