水分的定量測試是許多工業(ye) 和研究国产成人在线观看免费网站的關(guan) 鍵。基於(yu) 光譜學的定量模型對水分含量的監測是有效、無損和準確的。高光譜相機也可以顯示水分的空間分布，而點光譜儀(yi) 隻能提供一般分布，高光譜相機明顯要比點光譜儀(yi) 更好。在下麵這項研究中，我們(men) 用FX17高光譜相機監測了一塊棉布在其幹燥過程中的的水分含量變化情況。
用Specim FX17高光譜相機測量棉製品水分含量
水分的定量測試是許多工業(ye) 和研究国产成人在线观看免费网站的關(guan) 鍵。基於(yu) 光譜學的定量模型對水分含量的監測是有效、無損和準確的。高光譜相機也可以顯示水分的空間分布，而點光譜儀(yi) 隻能提供一般分布。在這項研究中，我們(men) 監測了一塊棉布在其幹燥過程中的的水分含量。
NIR: 近紅外(900 - 1700 nm)
PLS: 偏zui小二乘法
PLSDA：偏zui小二乘判別分析
NIR波段水的吸收峰
生產(chan) 中監測水分含量是非常重要的，例如，在食品、造紙和木材行業(ye) 中。近紅外光譜儀(yi) 被廣泛的使用在各類国产成人在线观看免费网站中。光譜學家依靠NIR波段內(nei) 水的吸收峰，如下圖所示，水會(hui) 強烈吸收970nm、1150nm和1450nm的光。而specim FX17高光譜相機的光譜覆蓋範圍為(wei) 900nm - 1700nm，非常適合檢測水的吸水峰。此外，高光譜圖片也能揭示水的空間分布情況。
在這項研究中，我們(men) 監測和測量了棉布的幹燥時間。我們(men) 將約5厘米的圓形棉墊(通常用於(yu) 卸妝)浸入水中，然後把它放在Lab scanner 40x20掃描台上。將其国产成人在线观看免费网站於(yu) 標本實驗室掃描儀(yi) 40×20。我們(men) 用FX17高光譜相機監測其幹燥情況，每4分鍾測量一次，直到完全幹燥。總共測量了67次花費了264分鍾。然後使用Specim INSIGHT軟件進行分析。
幹燥棉墊的光譜分析
每張圖片都通過暗噪聲和白參考做了歸一化。然後，通過將實驗期間獲得的67幅圖像組合成一個(ge) 文件，形成了一個(ge) 組合圖片。這幅鑲嵌圖片描繪了棉墊在不同幹燥階段的情況，從(cong) 右上方非常潮濕的時候開始，到右下方幹燥的時候。從(cong) 左到右，從(cong) 上到下，逐行填了鑲嵌圖。
如圖1a所示，在幹燥過程中，可以從(cong) 拚接圖中明顯的看到偽(wei) 彩圖的梯度變化。光譜曲線也顯示出同樣的趨勢。與(yu) 潮濕樣品相關(guan) 的光譜在970、1150和1420 nm處吸收zui多，而這些峰隨著幹燥時間的增長而消失。在3.5小時後(在zui後的10次測量中)，幹燥的加速也非常明顯。
圖1:與(yu) 棉墊幹燥有關(guan) 的偽(wei) 彩圖和NIR光譜。
建模- PLS回歸
建立一個(ge) PLS回歸模型來量化棉墊的幹燥程度。回歸變量稱為(wei) “幹燥”，範圍從(cong) 0到264(對應於(yu) 幹燥時間，以分鍾為(wei) 單位)。請注意，使用Insight軟件，回歸隻能建立在樣本上，而不管背景如何。為(wei) 了訓練模型，每一秒的圖像都被考慮在內(nei) 。模型的精度在所有其他的圖片上估計。
回歸的預測性能如圖2所示。對於(yu) 每個(ge) 棉墊，我們(men) 製作了一個(ge) 代表幹燥的熱力圖，突出了高光譜圖像與(yu) 描述水分分布的相關(guan) 性。建立的模型具有很高的準確度，R2為(wei) 0.98。對比實際值和預測值，非常濕的棉花的幹燥過程更難以量化。圖1c的光譜與(yu) 此相關(guan) ，表明在幹燥開始時，與(yu) 水有關(guan) 的吸收峰深度隻有輕微的變化。
我們(men) 建立了第二個(ge) 模型，類似於(yu) 之前展示的模型，但這次是基於(yu) 每隔一分鍾獲取的61張圖像。R2在這裏是0.97。在第二個(ge) 模型中，更關(guan) 注潮濕樣品，實際值與(yu) 預測值表明，第二個(ge) 模型在幹燥過程開始時更準確。這突出表明，根據樣本及其濕度水平，訓練樣本的選擇對於(yu) 建立準確的模型至關(guan) 重要。
A PLS回歸熱力圖(Min = 0;Max = 264)
B 第1個(ge) 回歸模型的回歸圖片(每4分鍾獲取一次數據)
C 第二個(ge) 回歸模型的回歸圖(每2分鍾獲取一次數據)
圖2:“幹燥”回歸模型的預測性能。
使用Specim FX17高光譜相機+ LabScanner 40 x 20位移台
光譜範圍：NIR(900 – 1700 nm)
光譜波段：224
光譜分辨率：8 nm
狹縫寬度：30 μm
空間像素數：640
像素大小：15x15 μm
成像速度：全譜段采集為(wei) 670 Hz， ROI波段選擇後可達15000 Hz
昊量光電推出了適用於(yu) 科研端、工業(ye) 端、地麵實驗室、機載航空等領域高光譜相機，Specim高光譜相機波長覆蓋範圍很廣，包括400-1000nm，900-1700nm，1000-2500nm.2.7um-5.3um，8um-12um, 廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 工業(ye) 分選、精準農(nong) 業(ye) 、色差檢測、食品檢測、醫學製藥、文物保護、刑偵(zhen) 檢測、環境監測等領域。Specim高光譜相機設備具有高速、強大和穩定的性能，易於(yu) 安裝和維護，並且保證每一個(ge) 空間像素的光譜純度，為(wei) 客戶提供真實準確可靠的高光譜數據, 同時具有高效的投資回報。
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結論
Specim FX17適用於(yu) 準確定量樣品的濕度水平，這裏是一個(ge) 棉墊。同時，SpecimInsigh是一個(ge) 很好的軟件來執行這樣的分析和建立回歸模型。這個(ge) 模型也可以加載到Spcim Cube上進行實時測量。zui後，本研究表明，訓練樣本的選擇很大的影響著模型的預測性能。
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