基于高光谱成像技术的配方烟丝组分判别

梅吉帆，李智慧，李嘉康，苏子淇，徐 波，堵劲松，徐大勇*，李华杰

（1.中国烟草总公司郑州烟草研究院 烟草工艺重点实验室，河南 郑州450001；2.福建中烟工业有限责任公司，福建 厦门361021）

配方烟丝是叶丝、梗丝、膨胀丝、薄片丝等组分按配方比例均匀掺配后得到的产品。梗丝、膨胀丝、薄片丝的掺配，对降低卷烟成本、降焦减害、改善感官质量有重要意义［1－4］。因此，快速准确地测定各组分在产品中的比例，对于保持产品质量、考查各组分的配方设计目标值、稳定烟丝混合工艺质量及同质化生产具有重大意义［5］。目前，有关各组分比例测定的研究已有较多报道，林慧等［6］利用膨胀丝在无水乙酮中的漂浮率远高于其他组分，提出一种基于乙酮比重法的膨胀丝组分比例测定方法；李斌等［7］通过建立烟丝梗丝含量与热解曲线突变温度区间的拟合模型，实现了烟丝中梗丝含量的预测；胡立中等［5］利用近红外光谱技术，建立了梗丝、薄片丝在烟丝中比例的预测模型。但这些技术都存在对测试样品具有破坏性、测试周期长、时效性差等不足。因此，研究一种快速、无损、准确的配方烟丝组分判别方法极其重要。

高光谱成像技术（Hyperspectral imaging，HSI）结合了传统计算机视觉与光谱分析技术的特点，将传统二维成像技术和光谱技术有机结合，可以同时获取样品的详细光谱信息和图像信息［8］。目前近红外高光谱技术在食品安全和质量无损检测领域的研究逐年增多。赵冬娥等［9］利用主成分分析法提取3种类别垃圾的参考光谱，使用光谱角度填图法和Fisher判别方法，实现了纸质、塑料、木质垃圾的准确分类，分类准确度可达99%。……