食品工業中的高光譜成像和 X 射線檢測

食品生產商必須確保其產品在加工過程的每個步驟中的質量。在加工鏈的不同步驟中，食品可能會受到污染并危害健康。脂肪、水分、糖和蛋白質含量等多個參數的量化對于提供高質量至關重要。受污染的食品包裝或標簽和實際營養成分不匹配，可能會迅速毀掉多年來辛苦建立起來的品牌聲譽。(來源：Specim高光譜成像)

需要控制以確保質量。許多人使用機器視覺來完成這項任務，但只有少數人使用高光譜相機。高光譜成像是一種非破壞性、非接觸式技術，它將光譜與空間分布相結合。在 VNIR 和 NIR 范圍內運行的高光譜相機特別適合評估食品質量、檢測污染物以及識別和分類食品。

高光譜成像為多種食品的質量控制和分級帶來了新機遇。通過利用高光譜成像，機器視覺系統可以比 RGB 和 X 射線傳感器等傳統視覺方法揭示更多關于食品的信息。

高光譜相機生成的圖像的每個像素都包含完整的光譜信息。這樣可以：

1.檢測塑料、木材和骨頭等污染物

2.化學和營養特性的量化，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題，但它應該被視為一種補充技術，尤其是對 X 射線的補充。高光譜成像無法看透樣品，而 X 射線可以穿透產品并檢測產品內部的污染物。然而，由于 X 射線依賴于密度變化檢測，因此它們無法表征營養特性，也無法檢測密度與產品相似的污染物。

舉個例子，X 射線可以正確識別碎肉中的大骨頭，而高光譜相機則不能。但是，高光譜相機可以準確量化脂肪和蛋白質含量，而 X 射線系統無法提供任何數據。

根據高光譜數據對污染物和脂肪進行分類。

表 1. X 射線和高光譜成像技術在食品質量控制中的優缺點

表2. X射線和高光譜成像技術如何互補以檢測不同種類的材料？