高光谱相机分析腐烂蓝莓的特征和分类

传统上，食品行业的质量检验基于直接目测。这种类型的评估可能是主观的，并且在很大程度上取决于检查员的专业知识。在大多数情况下，该过程是需要大量人力和时间，并且难以以具有成本效益的方式在整个产品体积上准确实施。此外，可能存在人眼不可见或需要多年培训才能可靠识别的质量属性。虽然食品行业正在迅速采用机器视觉技术来解决这些问题，但它们主要限于 RGB 成像，这也限制了它的适用性。

高光谱成像 (HSI) 为食品检测提供了一种替代的非侵入性解决方案，可实时提供来自大批量生产的客观信息。可用于自动化质量评估，提高分选精度和速度。此外，来自高光谱相机的光谱数据可以提供有关化学成分的信息，这些信息通常只能从破坏性湿实验室分析中获得。

蓝莓和其他小水果对处理和储存特别敏感，如果产品管理不当，质量参数往往会迅速恶化。HSI 可用于评估浆果和其他小水果的外部属性，例如颜色、质地、硬度、表面损伤、瘀伤、缺陷和污染物。HSI 数据还可以与 WLA 结果相关联，以确定内部营养参数而不损坏产品。适用于HSI分析的典型参数包括味道、风味、水分含量、干物质、总可溶性固形物含量、花青素、酸度、pH 值、糖含量和维生素 C。

在本案例研究中，使用赛斯拜克SP120M可见近红外高光谱相机扫描了带有腐烂部位的新鲜蓝莓。整个系统涵盖 400 – 1700nm 光谱范围，并以与大多数输送和分拣系统兼容的高速运行。使用定制设计的特写镜头将工作距离设置为距浆果 30 厘米，以分别实现2.5µm和6µm的分辨率。自动分类模型软件进行，以实时分离健康和腐烂的水果。

虽然蓝莓上的腐烂部位很难通过目视检查或在 RGB 模式下高速检测，但高光谱系统很容易识别出腐烂部位。与传统方法相比，赛斯拜克高光谱相机的高空间分辨率允许精确定位和更早地检测腐烂，即使是在小到花萼片或茎残留物的部分。

高分辨率高光谱成像与化学计量学方法相结合是检测浆果早期腐烂的有效工具。此外，此处描述的分析也可以应用于其他产品以及其他质量指标。赛斯拜克SP系列高光谱相机专为实验室和在线实施量身定制，可同时对影响食品或生产过程的各种质量参数进行分类、识别和量化。