基于高光譜成像的煙葉表面香料檢測實驗研究

在卷煙生產(chǎn)中，香料的有無施加、均勻施加是保障產(chǎn)品品質(zhì)一致性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本研究利用高光譜成像技術(shù)進行了探索性實驗，旨在分析香料的光譜特征，并評估其與水分干擾的區(qū)分能力。

「實驗環(huán)境」

本試驗采用近紅外高光譜相機對煙葉樣品進行數(shù)據(jù)采集。該相機基于InGaAs探測器，工作波段為900-1700nm，具備8nm的光譜分辨率和640個空間像素，能夠精確捕捉煙葉表面的細(xì)微光譜特征。試驗過程中，我們將利用其可設(shè)置幀頻與曝光時間、支持外部觸發(fā)及ROI開窗的功能，以優(yōu)化采集效率并確保數(shù)據(jù)一致性。

試驗樣品分為六組進行連續(xù)測量。

首先采集整體干燥的煙葉樣本作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；

隨后在樣品下半部分逐組遞增噴灑液體香料，共形成五個不同噴灑量的梯度樣本，用以研究香料用量對光譜響應(yīng)的影響；

最后一組則在上半部分噴灑自來水，下半部分噴灑香料，通過對比分析來區(qū)分香料與水在煙葉表面的光譜差異。

在整個數(shù)據(jù)采集過程中，將嚴(yán)格控制環(huán)境條件與相機參數(shù)。通過分析不同狀態(tài)煙葉的光譜特征，預(yù)期能夠建立香料分布與光譜變化之間的對應(yīng)關(guān)系，為煙葉品質(zhì)的無損檢測提供有效手段。

「高光譜數(shù)據(jù)」

「高光譜曲線」

未噴灑區(qū)域：

噴灑1次：

噴灑2次：

噴灑3次：

噴灑4次：

偽彩色合成：

「總結(jié)」

分析顯示，香料處理后煙葉的光譜曲線在1450nm處出現(xiàn)明顯吸收谷。通過優(yōu)化三波段組合進行圖像可視化，能有效凸顯處理區(qū)域。但本研究的核心難點在于，香料與清水的光譜特征高度重疊，難以有效區(qū)分。