2019/01/10 15:34
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产品配置单:
工业高光谱相机SPECIM FX
型号: FX50 / FX10 / FX17
产地: 芬兰
品牌: SPECIM
¥30万 - 50万
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方案详情:
1、引言
芬兰Specim高光谱相机不仅适用于食品的颜色测量,还可以检测食品中的异物、检测糖分或水分的含量、检测填充物是否均匀分布等。在线检测过程快速、可靠,可显著提高食品质量和安全性。
芬兰Specim高光谱相机在色彩测量准确度上优于人眼和RGB相机,对颜色的测量结果客观可靠,且重复性好。Specim高光谱相机可以采集目标物的反射光谱信息,并使用Lab颜色空间来分析光谱信息。 Lab颜色空间是一个三维颜色坐标系,其中:
L = 亮度,从黑色到白色 |
为了表示颜色感知精度,我们使用ΔE值,它用于描述LAB颜色空间中两点之间的差异,ΔE值越小,感知越准确。
测量仪器 | 颜色感知精度 |
RGB相机 | ΔE= 8-10 |
人眼 | ΔE=~1 |
高光谱相机 | ΔE﹤1(绝对值) |
为了演示说明Specim高光谱相机是如何用于颜色测量和分析的,我们测量了在烤箱中烘烤不同时长的面包的颜色。标准的烘烤时间为5-6分钟,最短的烘烤时间为3分钟,烘烤时间依次增加1分钟。明显烤焦的面包(黑色)烘烤了8分钟。
2、实验测试
实验使用芬兰Specim FX10c高光谱相机,光谱范围为400-770nm。Specim FX10c是专为颜色测量而设计的一款高光谱相机。
♦ 芬兰Specim FX10c高光谱相机
♦ Specim Labscanner 40x20
♦ 卤素灯光源:DECOSTAR 51 ALU(型号)35W(额定功率) 12V(额定电压) 36deg (光束角度)GU5.3 lamps(灯座)
♦ 工业PC和Lumo Recorder SW
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3、数据分析
我们使用芬兰Specim公司的专有分析软件分析了样品的原始数据,并获得了表征面包外观颜色的Lab值。为使分析结果简单明了,我们仅呈现三个单独测量点的Lab值;当然,我们也可以获取图像的每个像素点的Lab值。下表列出了每个面包上三个不同测量点的Lab值。
烘烤时间 | L值 | a值 | b值 |
烘烤3分钟 | 77.6 77.4 66.1 | 13.4 5.0 13.4 | 35.5 25.9 33.9 |
烘烤4分钟 | 55.6 74.4 55.3 | 21.3 15.6 21.7 | 32.3 40.3 28.9 |
烘烤5分钟 | 66.3 51.3 52.5 | 20.3 19.9 17.8 | 38.0 28.0 30.5 |
烘烤6分钟 | 59.9 48.2 58.4 | 22.6 19.8 20.3 | 31.7 18.7 29.0 |
烘烤7分钟 | 35.3 36.7 36.7 | 14.8 13.9 14.7 | 4.5 6.8 3.3 |
烘烤8分钟 | 29.9 30.0 24.8 | 11.9 10.7 7.5 | 1.4 0.7 2.6 |
从以上分析得出的数据我们能够明显的看到:
• 按照配方烘烤的面包,L值约为50-60。未烤熟的面包的L值明显较高(超过65),而烤焦的面包的L值明显较低,约为35。
• 未烤熟或烤焦面包的a值都较低(﹤16),最佳的a值约为20-22。
• 除非面包被烤焦,否则b值几乎没有差异。若b值﹤10,面包被轻微的烤焦;若b值﹤4,则面包明显被烤焦了。
下图可以看到面包上每个测量点的具体情况:
烘烤3分钟 未烤熟的面包的L值始终高于65,而b值略高于烤熟的面包。 | |
烘烤4分钟 有2个测量点的Lab值看起来与按配方烘烤的面包的Lab值接近。而第三个测量点(L:74.4 a:15.6
b:40.3)表明面包尚未烤熟:该点的Lab值接近未烤熟面包(烘烤3分钟)的Lab值。 | |
烘烤5分钟 此面包的烘烤时间是在配方要求的时间之内。三个测量点的L值均没有超过70,而a值高于烤焦和未烤熟面包的a值,b值大约为30。 | |
烘烤6分钟 虽然此面包的烘烤时间在最佳烘烤时间之内,但其中一个测量点(L:28.2 a:19.8 b:18.7)的值低于烘烤了5分钟的面包。这表明该面包的烘烤时间应该接近5分钟,而不是6分钟,即使有两个测量点的Lab值符合按配方要求烘烤的面包颜色。 这表明,为了确保整个面包烘烤均匀,有必要测量尽可能多的点。 | |
烘烤7分钟 在视觉检测中,此面包的烘烤时间略微过长,但还可以食用。 所有测量的Lab值都更接近烤焦的面包(烘烤8分钟),这表明此面包不符合我们的质量标准。 | |
烘烤8分钟 此面包明显被烤焦,每个测量点的Lab值都低于我们测量过的其他面包。 |
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