近红外成像光谱仪技术解决毛脚茧的光谱快速鉴别方法研究

本研究应用了400-1000nm的高光谱相机，可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS13进行相关研究。光谱范围在400-1000nm，波长分辨率优于2.5nm，可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS，波段选择后最高3300Hz（支持多区域波段选择）。

蚕茧的上蔟时间（mounting time）是影响蚕茧品质的重要因素之一。在实际收购中，通常把正在吐丝的茧及吐完丝未化蛹的毛脚茧统称为毛脚茧。一般熟蚕上蔟后，在25℃左右的条件下，从上蔟第1d开始叶丝，至第3d或第4d吐丝结茧完成，再经过2~3d才蜕皮化蛹。随着上蔟时间的增加（3~7d），蚕茧的茧层量和茧层率均增加2。根据研究，上蔟后48h所采蚕茧，当日无化蛹茧；上蔟后72h所采蚕茧，当日化蛹率为26%；上蔟后96h 所采蚕茧，化蛹率为78%；上蔟后120h所采蚕茧，化蛹率为100%。蚕茧流通和加工过程中，毛脚茧的主要危害为烘折比正常茧大，影响蚕茧和生丝的品质。特别是尚未吐完丝的茧，将直接影响粒茧丝长、茧层率及出丝率。毛脚茧发生蒸热后，毛脚茧蛹、嫩蛹、正常蛹等均易被闷死，而被闷死的嫩蛹在干燥中，蛹壳易破裂，流出污汁或蛹油污染茧层而成下茧。根据统计，同批量的毛脚茧比正常茧的上车率低2~4%，解舒率下降4~6%，蒸热严重者解舒率下降10%甚至更多。按照丝厂经验数据，解舒下降1%或上车率降低1%，对应巢折增大3~4kg，生丝成本将会有所增加，同时造成生丝品质和丝价的降低。本研究采用可见/近红外光谱技术对毛脚茧进行鉴别检测。采用连续投影算法（SPA）提取特征波长，并用PLS方法建立了模型，为实现毛脚茧快速鉴别提供依据。

本研究基于可见/近红外光谱技术，对毛脚茧进行了鉴别检测。首先使用基线校正预处理方法，消除因不同采集时间导致的样品光谱数据基线不同，然后采用主成分分析方法（PCA）对毛脚茧和成熟茧进行了定性分析，随后提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）算法的毛脚茧鉴别方法，并采用连续投影算法（SPA）将601个光谱变量减少到12个，减少了98.00%的模型变量。此模型对毛脚茧的鉴别准确率达到了100%。表明基于可见/近红外光谱技术，可以较好的检测出毛脚茧。