推扫式高光谱成像系统应用研究

推扫式高光谱成像系统，高光谱成像技术( hyper spectral imaging,HIS )通过将光谱与成像技术相结合，同时提供光谱和空间信息,凭借其定性.定量以及定位的能力,目前已被用于食品质量和安全的无损检测工作。

近年来随着人们的生活水平快速提高,生活品质不断改善,对食物的口味.品质的要求也随之提高。品质是反映某--物体的某些性质的一-个模糊概念。

推扫式高光谱成像系统能够进行食品品质检测的原理是在特定波长处,食品不同的化学组成和物理特征有着不同的反射比、分散度. 吸收度以及电磁能,不同波长处的关键峰值可以表示不同化合物的物质属性(光谱指纹),从而通过分析光谱信号实现食品品质信息的定性或定量检测，并根据高光谱图像提供的光谱空间分布信息,实现食品品质信息的可视化表达,从而实现食品的分级分类和品质检测工作。

推扫式高光谱成像系统的核心部件包括:镜头,分光部件,CCD。分光设备通过光学元件把宽波长的混合光分散为不同频率的单波长光,并把分散光投射到面阵相机上。

不同分光方式的推扫式高光谱成像系统的性能特点不同:

1)纯反射式,通光效率高,杂散光小，无色差。存在像散和像场弯曲，适合与单通道探测器配合使用。

2)傅里叶变换式,干涉成像,分辨率高,系统复杂,维护成本高,重复性差。

3 )声光可调谐滤波片式( AOTF),波长改变速度快,数据量大。波长范围不够长(450 nm~800 nm),分辨率在同- -波段内会不同,如450 nm处为1.5nm,800nm处为3nm。适合静态物体测量。

4)液晶可调谐滤波片(LCTF),辨率高,杂散光少,速度快。随着使用时间的加长,液晶体可能会出现波长不稳定的状况。价格高,适合静态物体的测量。

5)法布里-玻罗干涉滤光片式,干涉成像,分辨率高,内部多次反射,有一定的杂光。

6)透射光栅式,体积相位全息光栅技术，光谱效率高,杂散光低,光强分布均匀,内部反射小。灵敏度分布均匀(最 低60 %最 高95 %),散射高。