食品工业中的高光谱成像和 X 射线检测

食品生产商必须在生产过程的每一步确保产品质量。在加工链的不同步骤，食品可能被污染并成为健康危害。几个参数的量化，如脂肪、水分、糖和蛋白质含量，是提供高品质的关键。一个被污染的食品包装，或者标签上的营养成分和实际营养成分不匹配，会立即毁掉一个品牌多年辛苦积攒的声誉。

需要控制以确保质量。许多公司使用机器视觉来完成这项任务，但只有少数公司使用高光谱相机。高光谱成像是一种非破坏性和非接触式的技术，它结合了光谱学和空间分布。在 VNI R和 NIR 范围内工作的高光谱相机特别适用于评估食品质量、检测污染物以及识别和分类食品。

高光谱成像为许多类型的食品的质量控制和分级开辟了新的机会。通过利用高光谱成像，机器视觉系统可以比传统的视觉方法（如 RGB 和 X射线传感器）揭示更多的食品信息。

高光谱相机产生的图像中，每个像素包含完整的光谱信息。这允许：

• 检测污染物，例如塑料、木材和骨头
• 化学和营养特性的定量，例如 pH 值、糖、脂肪、水和盐含量。

单靠高光谱成像不能解决所有问题，但它应该被视为一种补充技术，特别是对 X 射线。高光谱成像无法穿透样品，而 X 射线可以穿透产品并检测产品内部的污染物。然而，由于 X 射线依赖于密度变化检测，它们不能表征营养特性，也不能检测密度与产品相似的污染物。

作为一个说明性的例子，X 射线可以正确地识别碎肉中的大骨头，而高光谱相机则不能。然而，高光谱相机可以准确地量化例如脂肪和蛋白质含量，而 X 射线系统不能为此提供任何数据。

基于高光谱数据的污染物和脂肪分选。

表 2.X 射线和高光谱成像技术在检测不同种类的材料时如何相互补充？