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可见近红外高光谱相机快速鉴别茶叶品种

来源:赛斯拜克 发表时间:2023-06-05 浏览量:447 作者:awei

可见近红外高光谱相机快速鉴别茶叶品种需要借助光谱数据分析、特征提取和分类识别等专业技术,以便达到高效准确的品种鉴别。

可见-近红外高光谱相机快速鉴别茶叶品种

可见近红外高光谱相机是什么?

可见近红外高光谱相机是一种能够同时获取可见光和近红外波段的高光谱图像的相机。它是通过将被测物体反射或透过的光分解成不同波长的光,并记录其中所包含信息的仪器。它可以将复杂的光谱信息转化为可视化的图像,可用于茶叶品种鉴别。


茶叶品种鉴别的重要性及目前常用的鉴别方法简介

茶叶品种鉴别是茶叶行业中非常重要的一环。目前常用的品种鉴别方法主要有基于视觉特征的人工判别、化学指纹图谱法、DNA分子标记技术等。这些方法虽然可以达到较高的准确性,但都存在一定的局限性。


可见近红外高光谱相机鉴别茶叶品种的具体操作步骤及注意点

具体操作步骤包括:采集茶叶样品的高光谱图像、预处理和校正光谱数据、提取特征和分类识别等。在操作过程中需要注意光源、标准样品、误差校正等问题。


可见近红外高光谱相机快速鉴别茶叶品种应用案例

本研究应用400-1000nm的可见-近红外高光谱相机,可采用SINESPEC赛斯拜克技术有限公司产品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)。

可见-近红外高光谱相机快速鉴别茶叶品种应用案例

茶叶于2000多年前发源于中国,目前已经传播到全世界。茶是我国的传统饮料,也是世界三大饮料之一。茶叶主要分为3种,即不发酵的绿茶、半发酵的乌龙茶以及发酵的黑茶和红茶。绿茶是我国茶叶重点出口茶类,出口量占我国出口茶叶总量的70%,占世界绿茶总量的85%以上。茶叶作为健康饮料风靡世界。随着国际贸易的发展和人们饮食结构的调整,对茶叶质量的要求越来越高,全面提高茶叶产品的质量,已日趋为人们所重视。茶叶质量安全市场准入制度即将实施,我国茶叶将在国际大市场中运营,这些都对我国茶叶加工业提出更高的科技创新要求。用简便、快速、准确的现代分析方法定量鉴别其品种和等级成为分析工作者的一项重要任务。

本文以光谱技术为基础研究茶叶的品种鉴别。现代近红外光谱分析技术,可充分利用全谱段或多波长下的光谱数据进行定性或定量分析。由于近红外光谱分析技术具有速度快、效率高、成本低、测试重现性好、测量方便等特点,已经被越来越多地应用于食品工业、石油化工、制药工业等领域。国内外很多学者研究利用近红外光谱技术区别物质品种,如咖啡品种、草莓品种、瓜类品种、大豆品种、道地山药等,但还没有人应用可见-近红外光谱对茶叶品种进行鉴别。

通过实验获得了5个品种茶叶的光谱特征曲线,利用这些光谱信息结合主成分分析人工神经网络建立了茶叶品种鉴别的模型,该模型的预测效果很好,识别率达到100%。说明运用可见-近红外光谱技术可以快速、准确、无损的对茶叶品种进行鉴别。我们用于茶叶品种分析的可见-近红外光谱在400~1000 nm 范围内,说明该波长范围是对茶叶品种敏感的特征波段。本文提出的主成分结合人工神经网络方法,用于品种鉴别得到的识别率得到很大提高,说明该模型用于鉴别茶叶品种是成功的,为茶叶品种的快速无损检测提供了一种新的方法。

随着茶叶行业的不断发展,可见-近红外高光谱相机在茶叶品种鉴别中的市场价值也越来越高。茶叶品种鉴别的场景主要包括生产、加工、销售等环节。茶叶行业对品种鉴别的需求非常迫切,因为它直接关系到茶叶的品质和价格等关键因素。有分析预测,未来几年该市场规模将会继续扩大。目前,基于高光谱图像分析的茶叶品种鉴别算法已经有了较多研究成果。未来的发展趋势将是更深层次的算法研究和改进,以实现更快速、更准确的茶叶品种鉴别。

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