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高光谱成像技术在农产品检测中的应用浅析 作者：李进蓉 来源：《农民致富之友（上半月）》 2019年第16期 在人们的日常生活中，农产品是最为重要的物质，因此其质量会影响人体的健康。为了能够更好的满足人们需求，需要积极做好农产品的检测工作。为了保障农产品检测结果的精准性，同时避免对农产品外观的影响，可以将高光谱成像技术应用在农产品的检测之中。对此，笔者做出如下分析。 一、高光谱成像技术在农产品检测中的应用前景 在现阶段的研究中，高光谱成像技术主要是实现对光谱信息的快速获取。但是，部分研究团队依然采用独立的方式对农产品进行检测，并未将投射技术、荧光技术，高光谱成像技术进行结合。实际上，只有将不同的技术进行结合，才能够最大程度上提高检测结果的精准性。对于高光谱成像技术特点而言，是对农产品的内部品质、外部品质进行同步检测。如果将其与其他检测技术进行有机结合，可以实现对农产品的综合评价。由此能够发现，该技术具有良好的应用前景。高光谱技术的优势，主要得益于软件部分、硬件部分的功能。其中，主要涉及光源模块、传感器、光学模块、图像采集与数据分析处理模块等，各个部件均为常用的软件设备。不仅如此，高光谱成像技术将成像仪作为其核心部件，从而可以采用更快速的方式获取检测对象的信息。然后利用透射光、反射光的原理实现成像，为后续的分析提供有价值参考。 二、高光谱成像技术在农产品检测中的应用策略 1、检测果蔬的内部品质 运用高光谱成像技术对果蔬内部品质进行检测，可以实现无损检测的目的。这一过程中，主要对果蔬的软硬程度、成熟度、糖度以及含水量进行相应的测试。实际上，高光谱成像技术的无损检测方式，非常适合应用于果蔬内部的检测，有效弥补了传统人工检测方式存在的不足。同时，保障最终检测结果的准确性。对于果蔬而言，糖度是其中最重要的检测指标，影响着果蔬的品质以及口感。因此，运用高光谱成像技术对果蔬进行内部品质检测，可以实现对糖分的有效分析。 例如：在对哈密瓜进行内部品质检测的过程中，可发挥高光谱成像技术的优势，实现对哈密瓜的无损检测。在形成发射光谱以后，可以利用SMLR、PCR、PCA完成相关图像模型的建立，对去皮哈密瓜、带皮皮哈密瓜进行分别检测。利用以上三种方式对哈密瓜含糖程度检测，发现去皮哈密瓜的含糖量检测，最有效的方式是SMLR，为工作人员的有效判断提供有价值的依据。 2、检测果蔬的外部品质 对于果蔬外部品质的无损检测，主要包含表面特征、形状、大小与颜色等。在传统的人工检测中，主要采用分类的方式，对果蔬外部品质进行分析。但是由于主观因素、肉眼观察的不足，最终检测的结果会形成一定的误差。为了避免上述问题的出现，可以采用高光谱成像技术，对果蔬外部品质进行检测。采用此种方式能够对果蔬的冻伤、擦伤等情况进行科学分析。对于果蔬的擦伤而言，通常是在运输、采摘过程中形成的。不仅如此，长时间的存储也会导致果蔬发生氧化现象，甚至会出现严重的腐烂问题。 通常情况下，可以采用肉眼的方式对中期问题、晚期问题进行察觉，但是果蔬所形成的早期损伤，并不能通过肉眼进行分析与判断。因此，需要通过高光谱成像技术，实现对果蔬外部损伤的检测。例如：在检测苹果擦伤程度的过程中，可以利用高光谱成成像技术开展工作。通过分析以后，可以将苹果的擦伤程度分为短波红外波段内损伤、近红外损伤与可见损伤。然后，采用相关的函数建立苹果外观检测的模型，最终获得更具准确性的苹果擦伤程度。 3、检测肉类的品质 在肉类产品的检测中，高光谱成像技术实际上发挥着十分重要的作用，能够对肉制品的大肠杆菌、蛋白质、嫩度、水分、肌内脂肪、pH值、颜色等进行针对性检测。最终，会形成一个具有较高分辨率的图像。以高光谱成像技术为基础，可以对牛肉、火腿、鸡肉、猪肉等进行无损检测。例如：在检测猪肉品质的过程中，可以采集不同的样本，形成400纳米至1100纳米范围的高光谱图像。随后可以利用函数的相关知识，实现对猪肉高光谱图像特征的分析、计算。 然后将相应的参数拟合为具有特征性的散射曲线，实现多元线性回归模型的构建，最终获取猪肉品质检测的结果。需要注意的是，如果单纯采用高光谱成像技术对猪肉品质进行检测，那么最终的结果具有片面性。主要是该技术在检测大肠杆菌、嫩度的方面并没有达到理想效果。因此，需要将该技术与冈伯茨函数进行结合，实现对技术不足的有效弥补，提升猪肉检测结果的可信程度。 4、检测谷物的品质 在我国的农作物种类中，谷物是其中重要的构成部分，同时也是人们日常食用的主要粮食作物。在经济高速发展的过程中，人们的生活水平有了明显提高，对谷物品质的要求也明显提升。对此，相关人员可以采用高光谱成像技术，实现谷物品质的检测目的。在实现无损检测的同时，保障最终检测结果的有效性。例如：对大米品质进行检测时，可以充分发挥高光谱成像技术的作用，通过BPNM、PCA构建大米品质模型。经过分析以后发现，前者所形成的品质模型具有较强的准确性。另外，还可以通过高光谱成像技术对玉米、小麦等农作物的真菌感染情况予以分析，识别存在感染的农作物种子，从而推动我国的农业发展。 综上所述，在农产品检测过程中，高光谱成像技术凭借自身的优势，已经广泛应用在实际工作中，可以基于无损条件实现对农产品的质量检测。将其作为前提，能够对不同种类的农作物进行检测，最终结合图像实现对农产品质量、成分的有效分析。也就是说，应用高光谱成像技术能够在很大程度上降低农产品检测的难度，并进一步提高检测结果的精准性，对于满足人们的日常需求具有重要意义。 （作者单位：730499甘肃省景泰县农产品质量安全检验检测管理站） 本文来源：https://www.dywdw.cn/8f136b44862458fb770bf78a6529647d27283483.html
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2023-06-02
