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高光谱相机应用于红不软桃无损检测的案例研究

来源:赛斯拜克 发表时间:2023-06-28 浏览量:532 作者:awei

通过对高光谱相机在红不软桃无损检测中的应用进行案例研究,我们探讨了如何借助高光谱相机技术提升无损检测品质,优化红不软桃的检测过程,实现更高水平的品质监控与保证。

高光谱相机应用于红不软桃无损检测的案例研究




高光谱相机和无损检测是现代科技在农产品检测领域的重要应用。红不软桃作为一种重要的水果,其品质和成熟度的检测一直是一个难题。传统的方法主要依赖人工检测,效率低下且容易出错。而高光谱相机的出现为红不软桃的无损检测提供了新的解决方案。


高光谱相机的工作原理


高光谱相机是一种特殊的摄像设备,能够捕获物体发射、反射或透射的不同波长光谱来获取物体特征信息。它通过将目标物体发出的光分解成不同的波长,然后对每个波长的光强度进行测量,从而得到物体在不同波长下的光谱信息。这些信息可以用来识别和区分不同的物质,以及监测物质的内部状态。


红不软桃的无损检测方法


红不软桃是一种珍贵的水果,其品质和成熟度对价格和口感有重要影响。传统的检测方法主要依赖人工经验,对检测人员的专业素养和主观判断依赖较大。而且,这些方法通常需要对红不软桃进行破坏性检测,这无疑会影响到红不软桃的品质和价值。


高光谱相机应用于红不软桃无损检测的案例研究

本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用广东赛斯拜克SineSpec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)。


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高光谱成像技术可以对红不软桃的内部空心进行检测。红不软桃的空心是对质量影响比较大的一种内部缺陷,而一般情况下较难用肉眼所发现,并且现有的传统检测方法也较难有效检测。利用高光谱成像技术,可以通过分析其散射和吸收光谱数据,并配合多种模式识别方法进行综合分析,直接获取红不软桃内部空心的情况,并进而来制定针对性的处理措施。此外,高光谱成像技术还可用来检测红不软桃内部病变和软化部位。红不软桃的腐烂和软化是决定其储存期和口感的主要因素,而现有的检测方法往往无法获取准确信息,并且很容易对果实的跨品质造成伤害。借助高光谱成像技术对不同波段光反射和吸收的分析,可以检测出红不软桃内部病变和软化的部位,直接判断受检仿品的质量等级,并给出相应的处理建议。

利用软件依次对各类样本感兴趣区域(ROI)光谱进行提取,像素点大小为50*50,并以其算术平均值作为该样本的原始光谱。如下图为3产地红不软桃样本的平均光谱曲线,波长范围为900~1700nm,共254个光谱数据。由于光谱在900-950nm波段信号不稳定存在大量噪声,若将其也作为模型输入量会显著降低预测模型的准确度,故在后续实验数据处理中将其删除。仅对950-1700nm波段237个光谱数据进行分析。由图可知,红不软桃的反射率光谱的波段1200-1700nm时显著差异性。

获得3产地红不软桃共300个样本950-1700nm光谱信息。通过PLS模型比较SNV、MSC、SG一阶3点平滑、SG二阶3点平滑、Baseline、一阶导数和二阶导数预处理效果,结果表明一阶导数处理结果方法最佳。


高光谱相机在红不软桃无损检测方面的应用


高光谱相机在红不软桃无损检测方面具有显著优势。首先,高光谱相机可以非破坏性地检测红不软桃的品质和成熟度。通过获取红不软桃的光谱信息,并基于这些信息建立模型,可以实现对红不软桃内部状态的精确评估。其次,高光谱相机可以大幅提高检测效率,减少人工检测的工作量和错误率。最后,高光谱相机的应用可以降低检测成本,减少对人力资源的依赖。


高光谱相机优势一:提高检测准确性


高光谱相机通过捕获红不软桃在不同波长下的光谱信息,能够更准确地识别和区分红不软桃的成熟度和瑕疵。传统的检测方法往往只能检测到红不软桃的表面缺陷,而高光谱相机则可以捕获到红不软桃内部的缺陷信息。此外,高光谱相机还可以根据红不软桃的光谱特征,对其品种、产地等进行分类和鉴定。


高光谱相机优势二:提高检测效率


高光谱相机可以快速、准确地检测红不软桃的品质和成熟度,从而大大提高检测效率。相比传统的人工检测方法,高光谱相机可以实现自动化检测,无需人工干预,不仅能够减少检测时间,而且能够降低人为错误的风险。


高光谱相机优势三:降低成本和资源消耗


使用高光谱相机进行红不软桃无损检测可以降低检测成本。由于高光谱相机可以自动化地完成检测任务,因此可以减少对人工检测的依赖,降低人力成本。由于高光谱相机不会对红不软桃造成破坏,因此可以减少因破坏性检测而产生的损失。


高光谱相机的使用还可以降低资源消耗。传统的检测方法需要对大量红不软桃进行破坏性检测,这无疑会浪费大量的时间和资源。而高光谱相机可以在短时间内完成对大量红不软桃的检测任务,且无需破坏红不软桃本身。这将大大降低资源消耗,提高红不软桃产业的效率和效益。


高光谱相机在红不软桃无损检测方面具有显著的优势。它不仅可以提高检测准确性和效率,而且可以降低成本和资源消耗。因此,高光谱相机的应用将对红不软桃产业的提升和发展产生积极的影响。随着科技的不断发展,我们有理由相信,未来高光谱相机将在农产品检测领域发挥更大的作用,为人们提供更安全、更健康的农产品做出贡献。

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