高光譜相機成像技術對花生質量無損檢測應用
發(fā)布時間:2023-06-09
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高光譜相機成像技術對花生質量無損檢測應用。
本研究應用賽斯拜克SINESPEC SP120M高光譜相機進行相關研究。其光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優(yōu)于2.5nm,可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。
高光譜相機 SP120M
花生是我國最為重要的油料作物之一,種植歷史已長達數(shù)百年之久,其產(chǎn)量居世界第一,是我國為數(shù)不多具有國際競爭力的大宗出口農作物之一。我國不僅是花生種植大國,而且還是消費和出口大國。自上世紀 90 年代初期,我國就成為花生貿易出口大國,出口主要面向日本和歐盟各個國家,世界貿易活動較為頻繁,進出口貿易數(shù)量巨大,占國際市場交易總額的 25%以上,在國際市場有一定的競爭優(yōu)勢。
但是,花生在我國一直被當作次要經(jīng)濟作物,對其缺乏足夠的重視,而且在花生深加工和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面一直得不到重視,無法形成產(chǎn)業(yè)體系大多現(xiàn)在還處于停滯在家庭作坊式生產(chǎn)狀態(tài),其貿易市場一直處于盲目的發(fā)展狀態(tài)。而且在花生收獲、加工、運輸和進出口貿易中,花生及其深加工產(chǎn)品易受空氣中的黃曲霉菌的侵染。由于黃曲霉毒素對人和牲畜有極其強烈的致畸、致癌和致突變等危害,易引發(fā)肝癌疾病,對消費者的生命健康帶來極大的威脅。
因此在一定程度上嚴重制約著花生及其深加工產(chǎn)品的進出口貿易的發(fā)展??梢姡ㄉ钠焚|檢測相當重要,因此對于高效、快速地花生質量檢測方法也越來越受到人們所重視。
高光譜成像技術能夠同時獲得樣品的光譜和圖像信息,信息量豐富有利于對樣品更細致的分析,但數(shù)據(jù)量過大,信息冗余會使計算時間加長,需要經(jīng)過一系列的信息篩選,才能有效減少數(shù)據(jù)量。針對種皮破損和霉變以及蟲蝕粒識別的研究,本文中選用的圖像處理算法,構建和設計出具有多波段特征波長的濾波片多光譜成像系統(tǒng),從根本上解決高光譜數(shù)據(jù)量龐大、運算耗時的缺點,使花生仁的實時在線檢測成為現(xiàn)實
根據(jù)本文關于花生仁種皮破損、蟲蝕和霉變 3個方面的研究結果,擬設計花生仁在線檢測設備,首先需要解決物料的傳送裝置,需要設計出一個可以確保花生仁粒在傳輸過程中能夠翻轉,確保該高光譜相機能夠采集花生仁各個面的圖像信息,避免花生仁的品質信息漏檢。從而使花生仁品質在線檢測設備依據(jù)花生仁的全面外部信息,進行合理高效的花生仁品質判別。
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