高光譜應用：辨別真假金銀花

背景

金銀花是我國傳統的藥食同源中藥材和食材，具有抗菌抗炎、清熱解毒等多種功效，同時也富含營養價值。然而，由于山銀花在外形和特征上與金銀花極為相似，且產量高、價格低，一些不法商販為了牟取利益，將山銀花摻雜甚至冒充金銀花進行銷售。

目前，市場上對金銀花的鑒別主要依賴于外觀形態觀察或化學檢測方法。然而，外觀鑒別方法主觀性強，誤差較大；化學檢測方法則具有破壞性，且耗時、成本高，難以滿足快速、無損、精準檢測的實際需求。

相比之下，高光譜成像技術能夠很好地解決這些問題。該技術具有無損、快速、環保的優勢。本研究借鑒高光譜技術在定量檢測領域的應用，旨在實現對金銀花和山銀花藥材質量的快速檢測。

實驗設備

實驗室高光譜成像系統，由高光譜相機、高精度掃描位移臺、高清相機、高穩定性線型光源和精密暗箱等組成。

數據處理方法

以參考板為基準，對被測樣品進行時間和空間反射率校準，并對光譜數據進行平滑處理，以去除光譜維度的噪聲。

光譜特征分析

通過對比真彩色圖像和假彩色圖像可以發現，在假彩色圖像中，金銀花部分花瓣的色調偏白（紅色方框標注），與其他花瓣的色調存在差異。

真色彩合成圖像

真色彩合成圖像

在樣本光譜曲線圖中，假彩色圖像中白色花瓣的光譜曲線（黑色曲線）顯示出明顯的差異。盡管部分金銀花和山銀花的花瓣光譜特征較為相似，但在某些波段上仍存在顯著區別。例如，在611nm處，山銀花的光譜表現出明顯的吸收特征，而金銀花在該波段的吸收特征不明顯。從吸收強度圖中也可以看出，山銀花的吸收強度顯著高于金銀花。

樣本光譜曲線

山銀花光譜曲線

金銀花光譜曲線

吸收特征

基于上述光譜特征分析，高光譜成像技術能夠有效區分金銀花和山銀花，具有應用于工業級分揀和鑒定識別的潛力。這一技術為金銀花產業的健康發展提供了重要的技術支持。