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高光譜分選機(jī)
簡要描述:

高光譜分選機(jī)作原理:通常配備光源、高光譜相機(jī)、電控移動平臺(或傳送帶)、計(jì)算機(jī)及控制軟件等部件。光源照射在放置于電控移動平臺(或傳送帶)上的待測物體,樣品的反射光通過鏡頭被高光譜相機(jī)捕獲,得到一維的影像以及光譜信息。

  • 產(chǎn)品型號:1602
  • 廠商性質(zhì):經(jīng)銷商
  • 更新時間:2025-08-18
  • 訪  問  量:116

詳細(xì)介紹

品牌其他品牌應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè),制藥/生物制藥,綜合
  • 高光譜分選機(jī)

  • 高光譜分選機(jī)工作原理高光譜分選機(jī)通常配備光源、高光譜相機(jī)、電控移動平臺(或傳送帶)、計(jì)算機(jī)及控制軟件等部件。光源照射在放置于電控移動平臺(或傳送帶)上的待測物體,樣品的反射光通過鏡頭被高光譜相機(jī)捕獲,得到一維的影像以及光譜信息。隨著樣品的連續(xù)運(yùn)行,可獲得連續(xù)的一維影像以及實(shí)時的光譜信息,這些數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)軟件記錄,形成包含影像信息和光譜信息的三維數(shù)據(jù)立方體。通過對數(shù)據(jù)的分析,獲取物品分級、分選所需的信息,再由后續(xù)的控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對物品的全自動化分選。

  • 高光譜分選機(jī)

  • 高光譜分選機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

    • 光譜范圍廣:一些高光譜分選機(jī)可覆蓋 350nm-2500nm 全波段光譜范圍,能獲取更全面的光譜信息,從而更準(zhǔn)確地識別不同物質(zhì)。

    • 識別精度高:每種物質(zhì)都有的光譜特征,高光譜分選機(jī)通過分析這些特征,可實(shí)現(xiàn)高精度的識別和分類。例如在農(nóng)產(chǎn)品分選中,可將糖度檢測誤差控制在 ±0.5°Brix 以內(nèi),還能識別出 98% 的早期霉心病果。

    • 非接觸式檢測:采用光學(xué)成像技術(shù),無需直接接觸物體,不會對物體造成損傷,適用于各種材質(zhì)和形狀的物體檢測。

    • 速度快:部分高光譜分選機(jī)能夠滿足高速流水線的生產(chǎn)需求,如華特磁電近紅外高光譜智能傳感分選機(jī),從傳感器掃描到最終決定是否改變礦塊運(yùn)動軌跡,只需幾毫秒。


    • 高光譜分選機(jī)

  • 應(yīng)用領(lǐng)域:

    • 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:可用于果蔬的品質(zhì)分級,如檢測果蔬的糖酸度、水分、內(nèi)部病變等;還可用于中藥材的產(chǎn)地與炮制工藝差異區(qū)分,助力中藥標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

    • 工業(yè)領(lǐng)域:在礦產(chǎn)行業(yè),能實(shí)現(xiàn) “邊開采邊分選",提高礦物相識別準(zhǔn)確率;在廢舊金屬回收中,可區(qū)分鋁合金中的鎂、硅含量,提升再生鋁純度;對于塑料分選,可識別多種塑料的分子振動特征,提高分選純度。

    • 食品安全領(lǐng)域:可在食品加工環(huán)節(jié)檢測異物或污染物,如識別肉類中的骨頭殘留,還可用于農(nóng)藥殘留檢測、黃曲霉毒素污染檢測等,構(gòu)建食品安全 “光譜防火墻"。

                 


高光譜分選機(jī)案例:


使用高光譜技術(shù)區(qū)分真假甘草的可行性分析報告

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1.  使用高光譜數(shù)據(jù)建模訓(xùn)練后 , 能準(zhǔn)確區(qū)分真假甘草

2.  對于單個光譜模型識別的準(zhǔn)確能達(dá)到 80% 以上 , 對于單個樣本 , 通過適當(dāng)?shù)暮筇幚砟茏龅?00% 識別準(zhǔn)確率

3.  由于現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)樣本, 模型能力任有較大的提升空間


實(shí)驗(yàn)過程


數(shù)據(jù)采集

采集方式

使用 400 ~ 1000 納米波段高光譜相機(jī)分別采集多組數(shù)據(jù) , 并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行 FFC 校正 和暗電流校正 , 目的是去除傳感器暗電流噪聲以及消除不同位置光照條件不一致導(dǎo)致的光譜差異 , 保存采集到的反射率數(shù)據(jù) .



數(shù)據(jù)集預(yù)覽



預(yù)覽圖

標(biāo)簽圖:C1- 真 ,C2 假

遮罩:綠色為真 ,紅色為假

訓(xùn)練集01

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

驗(yàn)證集01

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

驗(yàn)證集02

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)




原始光譜分析

真甘草(C1)和假甘草(C2)的原始平均光譜圖像


高光譜分選機(jī)

根據(jù)該圖像可以看出 , C1 和C2 兩條光譜之間存在較大差異

數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了進(jìn)一步消除噪聲 , 消除位置影響 , 提升特征顯著性 , 我們實(shí)驗(yàn)了多種預(yù)處理方法的組合 , 最終選用的預(yù)處理方式 SGD1+ SNV 對原始進(jìn)行處理 . 預(yù)處理后的 C1 和C2 數(shù)據(jù)如下圖所? :


高光譜分選機(jī)


特征分析

根據(jù)波段和分組的相關(guān)性分析 , 獲得分組相關(guān)性最高的前 50 個波段位于下圖中紅色矩形區(qū)域

高光譜分選機(jī)


相關(guān)性最高的前 50 個 波段的 PCA 圖像

高光譜分選機(jī)

依據(jù)以上條件我們可以認(rèn)為 : 真甘草(C1)和假甘草(C2) 光譜數(shù)據(jù)在 628.02nm 到731.77nm之間存在較為明顯的差異

模型訓(xùn)練

模型采用我們自有的針對高光譜數(shù)據(jù)研發(fā)的深度學(xué)習(xí)模型架構(gòu) , 更容易捕獲特征與標(biāo)簽之間的非線性關(guān)系 .

訓(xùn)練數(shù)據(jù)使用上文中的訓(xùn)練集01, 訓(xùn)練 20 個 Epoch, 每個 Epoch 結(jié)束后使用驗(yàn)證集進(jìn)行一次評估

訓(xùn)練過程中損失下降情況如下圖所? :


高光譜分選機(jī)

訓(xùn)練后在訓(xùn)練集上的推理結(jié)果 :

高光譜分選機(jī)

對比基線模型(KNN)準(zhǔn)確率 :



評估結(jié)果

驗(yàn)證集01

高光譜分選機(jī)

驗(yàn)證集02

高光譜分選機(jī)

高光譜分選機(jī)

模型驗(yàn)證結(jié)果

•   對比訓(xùn)練集 , 模型能力有所下降 , 但準(zhǔn)確率依然高于基線模型 10% ~ 20%

•   模型能力下降的主要原因是訓(xùn)練樣本不夠 , 使用更多樣本進(jìn)行訓(xùn)練可以有效提升模型泛化能?

•   經(jīng)過后處理 , 即 : 在空間維度對標(biāo)簽做平滑處理 + 對單個樣本使用置信度 (樣本中標(biāo)記為真的光譜數(shù)量 / 樣本中所有光譜的數(shù)量) > 0.8 ,可以實(shí)現(xiàn)對驗(yàn)證集中樣本識別做到 100% 準(zhǔn)確率。

火腿產(chǎn)地溯源分析


實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>


使用 900 - 1700nm 高光譜數(shù)據(jù)區(qū)分不同種類的火腿


實(shí)驗(yàn)過程


數(shù)據(jù)采集


使用 900 - 1700nm 高光譜相機(jī), 采集三種火腿樣本的光譜數(shù)據(jù). 三種火腿樣本分別為: XW(宣威火腿), PX(盤縣火腿), WN(威寧火腿)

采集環(huán)境: 使用鹵素?zé)艄庠? 在暗箱環(huán)境中采集, 排除外部環(huán)境干擾


積分時間: 20 毫秒


采集數(shù)量: 每 2 片相同種類的樣本為一組, 每張圖像放 3 組不同的種類, 共采集 4 張圖像


數(shù)據(jù)標(biāo)注


文件名

標(biāo)注情況














混 01


高光譜分選機(jī)













混 02




高光譜分選機(jī)
















混 03




高光譜分選機(jī)













混 04




高光譜分選機(jī)



預(yù)處理算法


Savitzky-Golay 濾波: 減小噪聲影響


一階導(dǎo)數(shù): 放大差異, 減輕信號偏移


PCA


高光譜分選機(jī)





數(shù)據(jù)劃分


訓(xùn)練集

混 01(90%), 混 02(90%), 混 03(90%)

驗(yàn)證集

混 01(10%), 混 02(10%), 混 03(10%)

測試集

混 04

訓(xùn)練過程


超參數(shù)選擇


.    epoch = 10


.    lr = 8e-5


.    batch size = 1024


損失和驗(yàn)證集準(zhǔn)確率


高光譜分選機(jī)


模型驗(yàn)證


使用未參與訓(xùn)練的光譜文件 "混 04", 驗(yàn)證模型效果


高光譜分選機(jī)


左側(cè)為標(biāo)注數(shù)據(jù), 右側(cè)為模型推理數(shù)據(jù), 準(zhǔn)確率在 97.3%

高光譜技術(shù)無損識別可可豆產(chǎn)地

使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集建模

訓(xùn)練數(shù)據(jù)集打標(biāo)

高光譜分選機(jī)

訓(xùn)練集數(shù)據(jù)預(yù)處理

高光譜分選機(jī)

訓(xùn)練模型

高光譜分選機(jī)

模型訓(xùn)練完成后保存

先使用訓(xùn)練集做模型準(zhǔn)確率驗(yàn)證

準(zhǔn)確率達(dá)到98%

高光譜分選機(jī)

驗(yàn)證模型準(zhǔn)確率

使用驗(yàn)證數(shù)據(jù)集1進(jìn)行驗(yàn)證

對驗(yàn)證數(shù)據(jù)集1打標(biāo)

下面右圖為提前拍好的每克可可豆的編號,一個編號對應(yīng)一個產(chǎn)地,

分別為:1-厄瓜多爾;2-烏干達(dá);3-海南島;4-塔桑尼亞

高光譜分選機(jī) 高光譜分選機(jī)

驗(yàn)證數(shù)據(jù)集1驗(yàn)證

準(zhǔn)確率達(dá)82%


高光譜分選機(jī)


使用驗(yàn)證數(shù)據(jù)集2進(jìn)行驗(yàn)證

對驗(yàn)證數(shù)據(jù)集2打標(biāo)

高光譜分選機(jī) 高光譜分選機(jī)

驗(yàn)證數(shù)據(jù)集2驗(yàn)證

準(zhǔn)確率達(dá)84%



高光譜分選機(jī)



根據(jù)驗(yàn)證數(shù)據(jù)集1和2的驗(yàn)證結(jié)果,現(xiàn)有模型的識別準(zhǔn)確率可以達(dá)到80%。

由于目前的訓(xùn)練集數(shù)據(jù)較少,準(zhǔn)確率不是很高,若訓(xùn)練集數(shù)據(jù)足夠多,模型準(zhǔn)確率會更高一些。

高光譜分選機(jī)



以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)、行業(yè)*專家、光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè),在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強(qiáng)勁的實(shí)力,正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

其團(tuán)隊(duì)成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建起了一座堅(jiān)實(shí)的技術(shù)堡壘。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)深入鉆研光學(xué)核心原理,在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力,致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)*專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員,他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察,為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向,確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點(diǎn),在激烈的市場競爭中脫穎而出。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個實(shí)際領(lǐng)域的落地應(yīng)用,他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途,從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造,從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技,不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界,讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會的各個角落。

在產(chǎn)品層面,以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī),無疑是其技術(shù)實(shí)力的集中體現(xiàn)。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠、性價比更高的光學(xué)設(shè)備選擇,還在一定程度上推動了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程,提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價值鏈中的地位。

此外,公司經(jīng)營的激光共聚焦、激光散斑血流成像儀、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品,也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果,在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手;激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化,為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù);光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力,在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用。

以象科技秉持著集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營模式,展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實(shí)力與協(xié)同效應(yīng)。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市,依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢,持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動力源泉。

與此同時,公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng),全面覆蓋全國各個地區(qū),確保了產(chǎn)品能夠快速、高效地觸達(dá)每一位客戶手中。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者,隨時為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障,讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂,進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度。

以象科技憑借其團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運(yùn)營模式,在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行,未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,為推動光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn)。

以象科技由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì),行業(yè)*專家,光譜軟件算法團(tuán)隊(duì),光學(xué)應(yīng)用博士等相關(guān)人員共同發(fā)起成立的科技型公司,目前投產(chǎn)市場可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī),實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,突破進(jìn)口技術(shù)壁壘,打破進(jìn)口短波紅外高光譜相機(jī)的技術(shù)限制。

以象科技是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的科技型公司。目前經(jīng)營產(chǎn)品有激光共聚焦,激光散斑血流成像儀,光譜儀,高光譜相機(jī)等光學(xué)產(chǎn)品。研發(fā)中心設(shè)立于西安,銷售網(wǎng)絡(luò)、完善售后服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)立覆蓋全國。

以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)、行業(yè)*專家、光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè),在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強(qiáng)勁的實(shí)力,正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

其團(tuán)隊(duì)成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建起了一座堅(jiān)實(shí)的技術(shù)堡壘。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)深入鉆研光學(xué)核心原理,在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力,致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)*專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員,他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察,為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向,確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點(diǎn),在激烈的市場競爭中脫穎而出。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個實(shí)際領(lǐng)域的落地應(yīng)用,他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途,從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造,從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技,不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界,讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會的各個角落。

在產(chǎn)品層面,以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī),無疑是其技術(shù)實(shí)力的集中體現(xiàn)。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠、性價比更高的光學(xué)設(shè)備選擇,還在一定程度上推動了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程,提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價值鏈中的地位。

此外,公司經(jīng)營的激光共聚焦、激光散斑血流成像儀、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品,也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果,在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手;激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化,為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù);光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力,在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用。

以象科技秉持著集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營模式,展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實(shí)力與協(xié)同效應(yīng)。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市,依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢,持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動力源泉。

與此同時,公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng),全面覆蓋全國各個地區(qū),確保了產(chǎn)品能夠快速、高效地觸達(dá)每一位客戶手中。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者,隨時為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障,讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂,進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度。

以象科技憑借其團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運(yùn)營模式,在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行,未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,為推動光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn)。




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