煙葉作為卷煙工業的核心原料，其品質直接決定煙草產品的口感、香氣及安全性。傳統煙葉分選依賴人工目視和機械篩選，存在效率低、漏檢率高、成本大等問題。隨著高光譜成像技術的快速發展，其在煙葉分選中的應用有煙葉除雜、煙葉霉變識別、煙葉煙梗識別區分、煙葉等級分選等。中達瑞和將從上述四個方面做光譜數據采集、數據處理分析、得出相應的結論，系統闡述高光譜成像系統如何賦能煙葉分選全流程。

高光譜成像技術原理

高光譜成像（HSI）是一種結合光學成像與光譜分析的非接觸式檢測技術，通過在可見光至短波紅外（400-1700nm）波段內連續采集目標物的光譜-空間信息，形成"光譜-圖像"數據立方體。它的核心優勢有以下幾點：

多維度信息融合：單像素可獲得上百個波長的光譜曲線，實現物質成分、物理特性及生物化學特性的精準識別。

非接觸無損檢測：避免傳統化學分析對煙葉的破壞性操作。

高分辨率與高靈敏度：空間分辨率達0.1mm級，可識別微米級缺陷區域。

高光譜成像在煙葉分選中的關鍵應用

1. 煙葉除雜（雜質檢測）

應用場景：

檢測混入煙葉中的石塊、塑料、金屬異物、昆蟲、機油等

識別未完全分離的煙梗、煙筋等非葉物質

測試設備：

本次測試設備采用中達瑞和MAX-G800多光譜相機，光譜范圍400-1000nm，可選7條光譜通道，基于多通道光譜采集技術，可快速、精準獲取工業檢測的光譜信息。

測試結果：

經數據處理，光譜成像技術可以將煙葉與其他雜質區分出來，從而賦能機器視覺做煙葉的除雜分選。

應用價值：云南某煙草企業部署高光譜除雜系統后，雜質剔除效率提升300%，人工抽檢率從5%降至0.5%。

2. 煙葉霉變檢測

測試目的：通過測試正常煙葉和潮濕煙葉、霉菌煙葉的光譜數據，分析它們差異和可分性。

測試設備

本次測試設備采用中達瑞和MAX-G800多光譜相機，光譜范圍400-1000nm，可選7條光譜通道，本次測試選用450nm，550nm，650nm，720nm，750nm，800nm，850nm共7個波段，基于多通道光譜采集技術，可快速、精準獲取工業檢測的光譜信息。

測試環境

為保證測試數據的準確性，測試在避光的暗室環境進行，測試時使用高光譜設備專用光源進行照明。

測試樣品

此次測試的樣本為3種不同狀態的煙葉（正常煙葉，潮濕煙葉和霉菌煙葉）。

測試結果

正常煙葉與潮濕煙葉從特征波段計算出的合成偽彩圖可看出因潮濕產生的綠霉，在圖像上有明顯顯示；

正常煙葉與霉菌煙葉從特征波段計算出的合成偽彩圖可看出正常煙葉與霉菌煙葉之間存在明顯差異。

價值體現：

防止霉變煙葉流入生產環節，減少年均300萬元損失

保障煙葉倉儲安全，延長存儲周期15-20天

3. 煙葉品質分級

測試目的：通過測試3種不同等級的煙葉，分析它們譜線的差異和可分性。

測試設備

本次測試設備采用中達瑞和臺式高光譜成像系統（搭載高光譜成像儀SHIS系列），采用了使用中達瑞和SHISN220進行測試，400nm～1000nm，每隔5nm采集一次，總共121個波段。

測試環境

為保證測試數據的準確性，測試最好在避光的暗室環境進行，測試時僅使用中達瑞和高光譜設備配置光源進行補光。

測試樣品

測試樣品：三種不同等級（等級A，B，C）的煙葉

測試結果

本次煙葉的譜線測試共測試了3個等級的煙葉，采集煙葉光譜數據超過110張，從采集數據分析和模型訓練驗證來看：

1.本次3種不同等級的煙葉之間的光譜曲線都存在差異；

2.通過光譜數據訓練的模型可以做到區分目前3種煙葉的等級。

4.煙葉煙梗區分分選

測試目的：通過光譜曲線特性分別分辨出煙葉和煙梗

測試設備

本次測試設備采用中達瑞和臺式高光譜成像系統（搭載高光譜成像儀SHIS系列），使用兩種波段采集煙葉和煙梗的光譜數據：

1、近紅外波段，600nm～950nm，每隔10nm采集一次，總共36個波段。

2、短波紅外波段，970nm～1500nm，每隔10nm采集一次，總共54個波段。

測試環境

為保證測試數據的準確性，測試最好在避光的暗室環境進行，測試時僅使用中達瑞和高光譜設備配置光源進行補光。

測試樣品

測試樣品是煙葉煙梗混合物，為測試方便，人工分揀出煙葉和煙梗。

測試結果

通過測試，使用970～1500nm的光譜曲線兩者的差異相對更明顯，通過算法可以更進一步區分出煙梗和煙葉。

高光譜成像技術正在重塑煙葉分選的產業格局，其帶來的不僅是效率提升，更是質量控制范式的革新。隨著算法優化與硬件成本下降，該技術有望在3年內成為煙草行業的標配設備，助力中國煙草產業實現高質量發展。

審核編輯 黃宇