易科泰高光谱成像在线分选技术食品检测应用

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易科泰生态技术公司与国际先进仪器技术公司合作,致力于提供“生态-农业-健康”全面技术方案。公司基于国际先进的Specim高光谱成像技术,结合机器视觉和自动化研发集成,为用户提供多样化、定制化、自动化的在线分选解决方案,实现工业流水线产品的高通量快速分类和实时响应。系统能够与工业流水线、传送带及智能分拣系统结合,基于强大的光谱识别能力和灵活的分类模型,实时输出精准的识别结果,用户无需进行一系列复杂的编码和光谱图像解析工作,即可得到最终结果,显著降低了高光谱成像技术走向市场应用的门槛。

主要特点:

SpectraScan光谱成像扫描平台技术,可根据用户使用场景特殊定制适配方案

工业级推扫式高光谱成像仪,可选配-nm、-nm、-nm等波段

分类模型训练软件:用户可查看样本数据、训练分类模型、验证分类效果、建立应用程序

在线实时分选:高性能数据处理单元,根据分类模型实时运算并在线显示分选结果

支持GigE,USB3.0,RS-/,CAN接口,可兼容工业流水线下游工序,辅助智能分拣

高光谱成像技术通过CE、FCC、RoHS3等国际主流认证

应用案例:1、开心果品质检测

坚果的品质通常是根据产品的新鲜度、有无缺陷、螨虫和外来物等污染物来评价的,在开心果的品质控制中,缺陷和异物检测是生产中最重要的环节。

以往使用的HPLC、GC–MS、IR-MS等方法均存在不能实时检测的弊端。近年来,基于彩色成像(RGB)的机器视觉技术在食品加工过程和品质控制等方面发挥了重要作用,但对螨虫、霉菌以及其他外来物的识别还是存在短板。意大利实验人员将高光谱成像(HSI)技术应用于开心果的品质控制中,对样品的不同理化特征进行定性和定量分析,为食品的品质控制探索更优的策略。

实验人员随机选取开心果混合物的不同类型特定样本,将99个样品分为6类:可食开心果(23)、不可食开心果(23)、开心果壳(13)、开心果外皮(13)、细枝(13)以及果核(14)。如图1.1左,样本分为训练集(70%)和验证集(30%)两组,首先对原始光谱进行预处理以突显六类光谱的特征差异。

图1.1左:RGB图(a)、训练集(b)和验证集(c);右:6类样本在SWIR范围的平均(a)和预处理(b)反射光谱

通过主成分分析(PCA)、应用多变量分类方法的不同分类模型对训练数据集进行训练,训练结果如下图1.2左所示,其中CART预测图与PCA-kNN的结果相似,获得了非常好的分类结果,优于PLS-DA和PCA-DA获得的结果。使用不同分类模型对验证数据集进行预测,结果如图1.2右所示,模型均正确识别了石子,PLS-DA和PCA-DA预测图相似,显示了相同的错误分类区域,而CART模型预测图的特点是错误分类像素更分散。PCA-kNN预测图显示出最好的结果,单一类别的错误分类区域非常少。

图1.2左(a、b、c、d)为训练结果;右(a、b、c、d)为预测结果

结果表明,基于SWIR波段的高光谱成像技术为开心果品质监测和控制提供了良好的方法,在工业应用的离线或实时检测场景中具有广阔前景。

2、花草茶无损品质检测评估

随着消费者对健康


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