高光谱成像仪用于苹果内外品质无损检测

苹果作为农产品的重要组成成分，苹果的质量安全问题显得越来越重要，在购买苹果时，消费者不仅重视其外形，而且对于其内部品质也越来越在乎。但传统苹果内在品质检测损耗严重，且耗时长，因此，就可以借助于高光谱成像技术。本文介绍了高光谱成像仪用于苹果内外品质无损检测。

高光谱成像技术是图像处理技术融入于光谱技术当中的一种新兴技术，在进行高光谱数据采集时，形成的光谱图像中，不仅可以看到该样本的空间二位信息，还可以形成每个图像中各个像素点上的光谱信息，并且每个像素上的光谱信息都是一条连续的曲线，而同时在这一条连续曲线上的每个波段下都能查看该波段下的图像信息，从而实现“图谱合一”。因为高光谱技术能将图像、光谱合二为一的特点，它不仅能像可见-近红外光谱技术一样能够检测物质成分，而且它还具备机器视觉技术的功能。由此，高光谱技术可以通过分析图像信息和光谱信息，进而来检测待检测样品的内部成分含量、空间分布等信息。

利用高光谱成像仪采集苹果的高光谱图像，高光谱图像不但包含待测物质的图像信息，同时还含有其光谱信息，前者可以全面反映物质的外部特征、外部损伤缺陷及污斑等情况，而这些外部品质特征无法通过肉眼或者普通相机进行检测。由于光谱特性是不同化学成分的物质所具有的固有特征，所以光谱数据又可以对物体内部物理结构及化学成分进行分析，结合该信息不仅可以大大提高目标进行定量分析的能力，同时还可以对样品进行定性分析。

而高光谱成像仪对于苹果外部缺陷的检测大多是利用高光谱数据的图像信息进行识别，利用高光谱数据的光谱特性对苹果的内部品质进行并进行回归预测。其原因是因为被测对象的外部品质的特征（大小、颜色、缺陷、形状等）能够通过高光谱的图像信息进行直接的反映，而其内部的物理结构和化学成分则能够利用高光谱的光谱信息进行反映。利用高光谱成像技术对苹果内外品质进行检测，然后对全波段苹果图像做主成分分析，并根据主成分图像的特征向量优选出具有特征的波段，针对特征波段选取相应的图像处理和识别，最后利用图像差值算法，就可以对苹果的品质进行评定。