高光谱相机检测面包颜色实验
发布时间:2023-06-09
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云顶天宫高光谱相机可以采集目标物的反射光谱信息,并使用Lab颜色空间来分析光谱信息。
高光谱相机可以采集目标物的反射光谱信息,并使用Lab颜色空间来分析光谱信息。 Lab颜色空间是一个三维颜色坐标系,其中:
云顶天宫L = 亮度,从黑色到白色;a = 从青色到品红色/红色;b = 从蓝色到黄色
为了表示颜色感知精度,我们使用ΔE值,它用于描述LAB颜色空间中两点之间的差异,ΔE值越小,感知越准确。
测量仪器 | 颜色感知精度 |
RGB相机 | ΔE= 8-10 |
人眼 | ΔE=~1 |
高光谱相机 | ΔE﹤1(值);ΔE=~0.2(相对值) |
云顶天宫为了演示说明高光谱相机是如何用于颜色测量和分析的,我们使用sinespec SP130M高光谱相机测量了在烤箱中烘烤不同时长的面包的颜色。标准的烘烤时间为5-6分钟,短的烘烤时间为3分钟,烘烤时间依次增加1分钟。明显烤焦的面包(黑色)烘烤了8分钟。
实验测试
实验使用国内sinespec SP130M高光谱相机,光谱范围为400-1000nm。sinespec SP130M是专为颜色测量而设计的一款高光谱相机。
云顶天宫赛斯拜克sinespec SP130M高光谱相机:
分光方式:透射光栅
云顶天宫光谱波段数:1200(1x),600(2x),300(4x)
云顶天宫光谱分辨率:优于2.5nm
空间像素数:1920(1x),960(2x),480(4x)
数据分析
我们使用赛斯拜克sinespec公司的专有分析软件分析了样品的原始数据,并获得了表征面包外观颜色的Lab值。为使分析结果简单明了,我们仅呈现三个单独测量点的Lab值;当然,我们也可以获取图像的每个像素点的Lab值。下表列出了每个面包上三个不同测量点的Lab值。
烘烤时间 | L值 | a值 | b值 |
烘烤3分钟 | 77.6 77.4 66.1 | 13.4 5.0 13.4 | 35.5 25.9 33.9 |
烘烤4分钟 | 55.6 74.4 55.3 | 21.3 15.6 21.7 | 32.3 40.3 28.9 |
烘烤5分钟 | 66.3 51.3 52.5 | 20.3 19.9 17.8 | 38.0 28.0 30.5 |
烘烤6分钟 | 59.9 48.2 58.4 | 22.6 19.8 20.3 | 31.7 18.7 29.0 |
烘烤7分钟 | 35.3 36.7 36.7 | 14.8 13.9 14.7 | 4.5 6.8 3.3 |
烘烤8分钟 | 29.9 30.0 24.8 | 11.9 10.7 7.5 | 1.4 0.7 2.6 |

从以上分析得出的数据我们能够明显看到:
• 按照配方烘烤的面包,L值约为50-60。未烤熟的面包的L值明显较高(超过65),而烤焦的面包的L值明显较低,约为35。
• 未烤熟或烤焦面包的a值都较低(﹤16),最佳的a值约为20-22。
云顶天宫• 除非面包被烤焦,否则b值几乎没有差异。若b值﹤10,面包被轻微的烤焦;若b值﹤4,则面包明显被烤焦。
云顶天宫下图可以看到面包上每个测量点的具体情况:
赛斯拜克sinespec高光谱相机不仅适用于食品的颜色测量,还可以检测食品中的异物、检测糖分或水分的含量、检测填充物是否均匀分布等。在线检测过程快速、可靠,可显著提高食品质量和安全性。
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