Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
ru en
Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
Товар добавлен в корзину
Перейти в корзину
Камеры для исследований и промышленности

Оценка качества черники при помощи гиперспектральных камер

Описание
Схема
Компоненты

Контроль качества в пищевой промышленности традиционно основывается на прямом визуальном контроле. Этот тип оценки может быть субъективным и в значительной степени зависеть от опыта проверяющего. Этот процесс в большинстве случаев трудоемок, и его достаточно сложно реализовать для большого объема продукта экономически эффективным способом. Кроме того, у разных категорий продуктов могут быть свои определенные особенности, которые не видны человеческому глазу и для надежной оценки качества этих продуктов требуются годы обучения сотрудников предприятия. Несмотря на то, что методы машинного зрения достаточно быстро внедряются в пищевой промышленности для решения таких проблем, они в основном ограничиваются визуализацией RGB, что также ограничивает применимость этих методов.

Гиперспектральная визуализация (HSI) предлагает альтернативное неинвазивное решение для оценки качества пищевых продуктов, которое может быстро предоставить объективную информацию в режиме реального времени для большого объема продукции. Этот метод можно использовать для автоматической оценки качества, повышая при этом точность и скорость сортировки. Кроме того, спектроскопические данные от HSI могут предоставить информацию о химическом составе, обычно доступную только при разрушающем влажном лабораторном анализе (WLA). 

Черника и другие мелкие фрукты особенно чувствительны к прикосновениям и хранению, а параметры их качества имеют тенденцию быстро ухудшаться, если с продуктом не обращаться осторожно. HSI можно использовать для оценки внешних параметров, таких как цвет, текстура, твердость, повреждение поверхности, синяки, дефекты и загрязнения в ягодах и других мелких фруктах. 

Данные HSI также можно сопоставить с результатами WLA для определения внутренних параметров без повреждения продукта. Типичные параметры, подходящие для анализа HSI, включают вкус, аромат, содержание влаги, сухое вещество, общее содержание растворимых твердых веществ, антоцианин, кислотность, pH, содержание сахара и витамин С.

Изображение черники, полученное при использовании гиперспектральной камеры.jpg

Изображение черники, полученное при использовании гиперспектральной камеры

Для этого тематического исследования сотрудники компании HySpex сканировали свежую чернику с подпорченными участками с помощью гиперспектральных камер HySpex Classic VNIR-1800 и SWIR-384. Полная система покрывла спектральный диапазон от 400 до 2500 нм и работает на высоких скоростях, совместимых с большинством систем транспортировки и сортировки. Рабочее расстояние было установлено 30 см от ягод с использованием специально разработанных линз для крупного плана для достижения разрешения 52 мкм и 250 мкм соответственно. Модель автоматической классификации (PCA) была проведена с использованием программного обеспечения Breeze от Prediktera для разделения здоровых и гнилых фруктов в режиме реального времени.

спектр черники.jpg

Несмотря на то, что испорченные участки на чернике бывает очень трудно обнаружить при визуальном осмотре или в режиме RGB, эти дефекты легко обнаруживаются с помощью гиперспектральной системы. Высокое пространственное разрешение камер HySpex позволяет точно локализовать обнаруживать испорченные ягоды по сравнению с традиционными средствами, даже на таких небольших участках.

Анализ данных, полученных при помощи гиперспектральной камеры HySpex.jpg

Анализ данных, полученных при помощи гиперспектральной камеры HySpex, позволяющий отсортировать ягоды: 1) голубой цвет – хорошее качество ягод; 2) красный цвет – гнилые ягоды; 3) белый цвет – фон; 4) серый цвет – без класса

Гиперспектральная визуализация с высоким разрешением в сочетании с хемометрическими методами - эффективный инструмент для обнаружения порчи ягод на ранней стадии. Кроме того, описанный здесь анализ может быть применен к другим продуктам, а также к другим показателям качества. 

Внешний вид камер HySpex Classic, закрепленных над конвейерной лентой и пример полученного гиперспектрального изображения.jpg

Внешний вид камер HySpex Classic, закрепленных над конвейерной лентой и пример полученного гиперспектрального изображения

Высокое пространственное и спектральное разрешение камер HySpex Classic в сочетании с настраиваемой оптической системой научного уровня и низкими искажениями позволяет обнаруживать спектральные особенности, актуальные для различных приложений, связанных с качеством пищевых продуктов.

Гиперспектральные камеры

Гиперспектральные камеры

Гиперспектральная визуализация или спектроскопия изображений объединяет возможности цифровой визуализации и спектроскопии.

Для каждого пикселя изображения гиперспектральная камера получает интенсивность (яркость) света для большого количества (обычно от нескольких десятков до нескольких сотен) смежных спектральных полос. Таким образом, каждый пиксель изображения содержит непрерывный спектр (по яркости или отражательной способности) и может использоваться для описания объектов в сцене с большой точностью и детализацией.

Гиперспектральные камеры HySpex способны сканировать данные далеко за пределами спектрального диапазона человеческого глаза, который ограничен максимальной длиной волны около 700 нм. Камеры HySpex могут быть сконфигурированы для получения изображений на расстоянии до 2500 нм, что позволяет охватить большую часть инфракрасного спектра. Для многих приложений свойства отражения / поглощения в ИК-области необходимы для характеристики, количественной оценки или классификации объектов в сцене.

Серии гиперспектральных камер HySpex Classic и Baldur специально приспособлены для лабораторий и производств, чтобы обеспечить возможность одновременной классификации, идентификации и количественной оценки в широком диапазоне параметров, влияющих на качество пищевых продуктов или производственных процессов.

Гиперспектральные камеры серии Mjolnir специально разработаны для БПЛА. Система гиперспектральной визуализации HySpex Mjolnir для БПЛА обеспечивает уникальное сочетание малого форм-фактора и небольшой массы в сочетании с высокими техническими характеристиками и качеством данных научного уровня.

Варианты приложений начинаются от онлайн-мониторинга / сортировки / классификации до лабораторных измерений, клинических инструментов для средств медицинской диагностики и бортовых и спутниковых средств дистанционного зондирования. Гиперспектральные камеры NEO HySpex хорошо подходят для всех этих областей применения и многих других.

 

    Спектральный диапазон Максимальная скорость Интерфейс камеры
Гиперспектральныекамеры серии Classic VNIR.jpg

Гиперспектральные камеры серии Classic VNIR

400 - 1000 нм

690 fps
260 fps
117 fps

CameraLink

 USB3 

Гиперспектральные камеры серии Classic SWIR.jpg

Гиперспектральные камеры серии Classic SWIR

930-2500 нм

960-2500 нм

400 fps
140 fps

CameraLink 

 Гиперспектральные камеры серии Baldur.jpg     Гиперспектральные камеры серии Baldur

400-800/430-820/485-960/400-1000 нм

950-1730 нм

960-2500 нм

   

1000/1000/800, 500 fps

       

CameraLink

 GigE  

 Гиперспектральные камеры серии Mjolnir.jpg     Гиперспектральные камеры серии Mjolnir

400 – 1000 нм

970 – 2500 нм

285 fps

 100 fps 

   

стандартная, в комплекте



Связаться с инженером Бесплатный звонок