近红外光谱技术在中药领域质量评价中的应用

近红外光谱技术近年来成为发展较快的一门技术,由于其能够快速、简单、无损的对样品进行检测,并且减免样品前处理过程,对环境无污染,能实时检测大量的组分或参数,重现性好,目前已成为人们关注的焦点。综述了近红外光谱技术在各方面尤其是中药领域的最新应用概况。     

不同试验方法检测硫磺熏蒸枸杞品质对比分析

本试验以硫磺熏蒸枸杞和正常枸杞为研究对象,利用高光谱成像系统和质构仪分别获取光谱和质构特性数据,并进行对比分析。结果表明,利用高光谱成像技术能很好的区分硫磺熏蒸枸杞和正常枸杞,而质构特性很难有效区分硫磺熏蒸枸杞和正常枸杞。     

基于超平面构建的高光谱异常目标检测方法

高光谱遥感影像具有光谱分辨率高、图谱合一的特点,影像中的地物组成也多种多样,针对图像数据中目标出现概率较小、检测概率较低等问题,本文提出了基于超平面构建的高光谱数据目标异常检测方法。它通过对高光谱数据的结构分析,构建出高维空间中的背景超平面算子,以待测像元在其正交子空间的投影值来表征异常程度的大小。通过OMIS和AVIRIS实测数据验证,并与RX算法相比较,基于超平面构建的高光谱异常检测算法能够在多种背景环境下检测出纯度高、光谱差异大的异常像元,并具有较高的检测率和较低的虚警率,因此具备了有效性和较好的实用性。     

荷兰:采摘机器人大规模应用尚有时日

在设计采摘机器人时,视觉辨识系统设计是关键。机器视觉算法的改进和多光谱相机的使用,有助于机器人更快地找到采摘目标。瓦赫宁根大学荷兰园艺研究所设计的早期机器人最先用于采摘黄胡椒,这是低垂生长的果实,训练机器人上的摄像头来寻找绿叶中黄色或红色的辣椒相对简单。在技术工人短缺、全球人工费增长的情况下,机器人研发人员和园艺从业人员正合作开发机器人,以提高生产率。     

干旱胁迫对3种冷季型草坪草光谱反射率及生理特征的影响

为探讨高光谱分析技术在草坪草水分监测上的应用,以草地早熟禾、高羊茅、多年生黑麦草为试验材料,测定了干旱胁迫下3种冷季型草坪草生理指标及光谱反射率。结果表明:随着干旱胁迫程度的加深,供试草坪草叶片相对含水量和叶绿素含量显著下降(P0.05),丙二醛含量、脯氨酸含量及敏感波段的(550和760 nm)的光谱反射率显著上升(P0.05),3种草坪草抗旱性能的强弱顺序为:高羊茅多年生黑麦草草地早熟禾。3种草坪草敏感波段光谱反射率(R_(550 nm),R_(760 nm))及高光谱参数(Rg,R0,GNDVI)与生理指标间呈显著或极显著相关,以R_(550 nm)与生理指标间的相关系数绝对值最大。同时R_(550 nm)构建了供试草坪草生理指标的估测模型,经检验,模型估测值与实测值相关性达显著或极显著水平。     

家蚕微孢子虫孢子的异质性研究:基于单细胞拉曼光谱的分析

家蚕微粒子病是由家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)感染、寄生而引起的对蚕业生产具有毁灭性的疫病,深入解析Nb孢子的基础生物学特性和异质性对病害的有效防控具有重要意义。通过拉曼光谱技术采集不同感病家蚕个体内的单个Nb孢子的拉曼光谱信息,应用化学计量学分析Nb孢子光谱的同质性和异质性。结果发现,来自同一感病家蚕个体内的Nb样本可观察到几种类型的拉曼光谱,成熟Nb孢子中最为显著的拉曼峰主要来自孢内的海藻糖;通过主成分分析,来自不同感病家蚕个体的Nb孢子间的拉曼光谱差异主要体现在海藻糖峰和脂类物质峰,而且在部分感病家蚕个体来源的Nb孢子之间,其拉曼光谱中的海藻糖和核酸、蛋白质的峰强度甚至具有显著差异。研究结果表明,无论是来自同一感病家蚕个体的Nb孢子间,还是来自不同感病家蚕个体的Nb孢子间,都有一定的异质性,利用拉曼光谱可以在单细胞水平上便捷地分析微孢子虫孢子的基础生物学特性和异质性。     

近红外谷物分析仪在小麦品质分析中的应用性研究

20世纪60年代，Karl Norris使用漫反射技术对农产品水分、蛋白和脂肪进行研究，从而发现了近红外光谱用于常规分析的实用价值。与传统光谱技术不同，近红外定量分析只需要一系列已知待测成分含量的样品，运用现代统计学的算法，建立近红外光谱参数与样品待测成分之间的对应关系。这种对应关系一般称之为校准或校准曲线。用这一校准曲线对未知样品的近红外图谱进行预测，从而得到未知样品待测成分的预测值。近年来，近红外定量分析技术和相关仪器在农业、食品、医药等领域已经得到广泛的应用。在食品检测方面，近红外定量分析技术因其快速准确，已经列入世界谷物科技协会标准（ICC No．159和ICC No．202）和美国谷物化学协会标准（AACC No．39-00），成为世界公认的标准。但在粮食收储企业中的应用尚处于起步阶段。     

注水肉无损检测技术现状与发展趋势分析

针对目前市场上注水肉现象加重问题,有必要研究注水肉的检测技术。首先对注水肉的传统检测方法进行简要论述,分析总结了传统方法的弊端;然后对现阶段肉品含水率的4种主要无损检测方法:生物电阻抗法、核磁共振方法、超声波法和近红外光谱法的研究现状及特点进行了总结分析,着重叙述了近红外光谱技术在肉品含水率及品质检测中的研究情况及技术特点,提出了未来技术发展方向。     

融合光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统

针对蜜瓜糖度在线检测的需求,设计了融合漫透射光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统,该系统包括硬件平台和软件系统两部分。硬件平台主要包括蜜瓜输送装置、光谱采集装置、图像采集装置和控制系统4部分。软件系统基于Microsoft Visual C++6.0语言,结合Omni Driver软件、Fly Capture2及Open CV软件开发。系统可实现蜜瓜光谱与图像信息的自动采集、显示及保存,可实现对漫透射光谱预处理,获取糖度检测所需光谱数据,对图像预处理,提取蜜瓜外观特征图像信息(R、G、B颜色值和蜜瓜体积)。在此基础上,系统可通过融合漫透射光谱与图像信息的蜜瓜糖度检测模型,计算蜜瓜糖度。系统同时可实现检测个数统计,外观特征信息及糖度的实时显示、保存等功能。测试试验表明,该试验系统检测1个样品用时1.2 s,糖度检测均方根误差为1.22,可满足河套蜜瓜糖度在线检测试验需求,为进一步开展河套蜜瓜糖度在线检测研究奠定了基础。     

基于多源数据融合的盐分遥感反演与季节差异性研究

为提高多光谱盐分遥感反演的精度,利用实测高光谱与多光谱进行数据融合,并分析了不同季节盐分遥感的差异性。以河套灌区永济灌域为研究区域,以实测光谱仪测定的土壤高光谱数据和Landsat-8 OLI多光谱数据为基础,通过光谱变换和多元逐步回归方法筛选特征波段和特征光谱指数,构建了春、秋两季土壤盐分多光谱、高光谱反演模型,并利用特征光谱指数的线性回归构建了高-多光谱数据融合反演模型。结果表明:高光谱的反射率总体比多光谱高36. 83%,春季反射率比秋季平均高23. 78%。利用模型中最优变量-特征光谱指数对多光谱模型与高光谱模型进行融合,高-多光谱融合反演模型训练集和验证集R2平均值分别为0. 651和0. 635,RMSE平均值分别为2. 44 g/kg和2. 49 g/kg,精度明显高于对应的多光谱反演模型,其中训练集、验证集的R2平均值分别提高了36. 19%和35. 64%,RMSE平均值分别降低了34. 28%和41. 72%。春季多光谱、高光谱和融合反演模型的精度均高于秋季,其中训练集R2平均值比秋季模型分别提高了6. 03%、6. 05%和4. 40%,验证集R2平均值分别提高了19. 07%、12. 21%和1. 75%。构建的高-多光谱融合模型反演灌域春秋两季平均盐分含量分别为6. 05、5. 97 g/kg,平均相对误差分别为9. 65%和10. 68%,总体上该区域春季土壤主要为重盐化土,秋季土壤主要为中盐化土。