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数据验证
高光谱分析中药材柴胡含水率分析
高光谱分析中药材柴胡含水率分析
对柴胡来样开展 900–1700 nm 高光谱含水率分析,对反射率立方体完成黑白板校正后的光谱读取、平滑降噪与散射校正按 970 / 1200 / 1450 nm 水分子 O-H 吸收特征计算相对含水率,输出含水率热力图、直方图与平均光谱曲线。
项目内容

高光谱分析中药材柴胡含水率分析

对柴胡来样 开展 900–1700 nm 高光谱含水率分析,对反射率立方体完成黑白板校正后的光谱读取、平滑降噪与散射校正。按 970 / 1200 / 1450 nm 水分子 O-H 吸收特征计算相对含水率,输出含水率热力图、直方图与平均光谱曲线。

一、检测目的和依据

1、使用 900-1700nm 近红外相机已采集的柴胡反射率立方体开展分析;

2、高光谱无损识别各根段水分空间分布,按条给出相对含水率分档;

3、使用水分吸收深度,输出相对含水率热力图与光谱曲线,完成技术实验与落地。

二、样品类别及数量

样本:测试实验客户来样样品 数量1盘

样品批次:柴胡 900-1700 nm

波段范围:约 886–1712 nm,1024 个波段

形态:根条切片平铺;合计 28 段

柴胡药材掩膜

三、检测设备和方式

检测设备

1、900-1700nm高光谱相机(约 1024 个波段)

2、光学暗箱(含350-2500nm光源,放样移动平台)

3、低反射率托盘(根条分盘平铺)

4、辅助材料:标签

采集方式

1、样品摆放规则:将柴胡根条平铺于托盘,条间距均匀、互不遮挡,视场覆盖整盘。

2、数据采集模式:使用反射模式采集样品 900-1700nm 反射率数据。

3、设备调参:采集前完成黑白板校正,同步输出原始信号与反射率两套立方体

四、数据处理

1、读取反射率立方体(约 886–1712 nm,1024 通道。

2、分割背景与标签区,按连通域拆成单条药材,提取平均反射率。

3、在 970 / 1200 / 1450 nm 水分子 O-H 吸收位置计算连续统去除吸收深度,映射为相对含水率(0–100%)。

4、输出 SWIR 伪彩、相对含水率热力图、药材区域直方图,以及平均反射率曲线。

五、高光谱柴胡含水率分析结果

判定:本盘整体中等偏湿。28 根段相对含水率直方图均值 / 中位约 60%,多数根段落在 60–80%。极干根段为 13、14、24(约 0–10%);偏湿根段为 22(接近 90–100%)。该结果为光谱相对含水率,不是烘干法实验室真值。

图一 左上为 SWIR 伪彩样品 ,右上为相对含水率热力图;下为直方图与平均光谱(970 / 1200 / 1450 nm 为水分吸收位置)。

水分分析.png

图二 各根段相对含水率编号热力图(色标 0–100%)。

各根段相对含水率编号

相对含水率热力图

水分分布热力图

伪彩色反射率+水分热力叠加

1450nm水分吸收深度

逐条分档(根段号 / 相对含水率分档)

根段1–8、10、12、15、17、18、20、23、25、27、28 中等偏湿(约 60–80%)

根段9、11、21 中等(约 45–65%)

根段16、19、26 偏干(约 30–50%)

根段13、14、24 极干(约 0–10%)

根段22 偏湿(约 90–100%)

结论:在 900–1700 nm 反射率条件下,本盘柴胡根条水分空间分布可分。多数根段相对含水率约 60%,13 / 14 / 24 明显偏干,22 明显偏湿。方法无需切片破坏,适合来样快速水分筛查与烘干均匀性演示。

高光谱数据采集企业标准

采集参考Q/EX C 0628-2025标准

资质1

资质2

资质3

机箱图一

配件图二

图三

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