食品生產(chǎn)商必須確保其產(chǎn)品在加工過(guò)程的每個(gè)步驟中的質(zhì)量。在加工鏈的不同步驟中，食品可能會(huì)受到污染并危害健康。脂肪、水分、糖和蛋白質(zhì)含量等多個(gè)參數(shù)的量化對(duì)于提供高質(zhì)量至關(guān)重要。受污染的食品包裝或標(biāo)簽和實(shí)際營(yíng)養(yǎng)成分不匹配，可能會(huì)迅速毀掉多年來(lái)辛苦建立起來(lái)的品牌聲譽(yù)。(來(lái)源：Specim高光譜成像)

需要控制以確保質(zhì)量。許多人使用機(jī)器視覺(jué)來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)，但只有少數(shù)人使用高光譜相機(jī)。高光譜成像是一種非破壞性、非接觸式技術(shù)，它將光譜與空間分布相結(jié)合。在 VNIR 和 NIR 范圍內(nèi)運(yùn)行的高光譜相機(jī)特別適合評(píng)估食品質(zhì)量、檢測(cè)污染物以及識(shí)別和分類(lèi)食品。

高光譜成像為多種食品的質(zhì)量控制和分級(jí)帶來(lái)了新機(jī)遇。通過(guò)利用高光譜成像，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以比 RGB 和 X 射線(xiàn)傳感器等傳統(tǒng)視覺(jué)方法揭示更多關(guān)于食品的信息。

高光譜相機(jī)生成的圖像的每個(gè)像素都包含完整的光譜信息。這樣可以：

1.檢測(cè)塑料、木材和骨頭等污染物

2.化學(xué)和營(yíng)養(yǎng)特性的量化，例如 pH 值、糖、脂肪、水和鹽含量。

高光譜成像本身并不能解決所有問(wèn)題，但它應(yīng)該被視為一種補(bǔ)充技術(shù)，尤其是對(duì) X 射線(xiàn)的補(bǔ)充。高光譜成像無(wú)法看透樣品，而 X 射線(xiàn)可以穿透產(chǎn)品并檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部的污染物。然而，由于 X 射線(xiàn)依賴(lài)于密度變化檢測(cè)，因此它們無(wú)法表征營(yíng)養(yǎng)特性，也無(wú)法檢測(cè)密度與產(chǎn)品相似的污染物。

舉個(gè)例子，X 射線(xiàn)可以正確識(shí)別碎肉中的大骨頭，而高光譜相機(jī)則不能。但是，高光譜相機(jī)可以準(zhǔn)確量化脂肪和蛋白質(zhì)含量，而 X 射線(xiàn)系統(tǒng)無(wú)法提供任何數(shù)據(jù)。

根據(jù)高光譜數(shù)據(jù)對(duì)污染物和脂肪進(jìn)行分類(lèi)。

表 1. X 射線(xiàn)和高光譜成像技術(shù)在食品質(zhì)量控制中的優(yōu)缺點(diǎn)

表2. X射線(xiàn)和高光譜成像技術(shù)如何互補(bǔ)以檢測(cè)不同種類(lèi)的材料？