食品行業
本研究應用了400-1000nm的高光譜相機，可采用杭州彩譜科技有限公司產品FS13進行相關研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優于2.5nm，可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區域波段選擇）。
藥用明膠空心硬膠囊是一種特殊的藥用輔料，其中鉻含量是國家衛生標準規定的重要檢測指標。鉻含量超標的膠囊俗稱“毒膠囊”，對人體有很大毒性。目前鉻含量測定采用傳統的化學分析法。傳統鉻檢測方法耗時，儀器設備昂貴，使用大量的硝酸消解易造成二次污染，且儀器操作需要專業人員完成等。因此，研發便捷、快速的藥用膠囊鉻含量快速檢測方法有重要的應用意義和市場前景。
基于高光譜在重金屬檢測上的可行性本文用常規的原子吸收光譜法對收集到的正常與鉻含量超標的MEHGC檢測的結果作為對照，再用高光譜采集兩種MEHGC的數據，用主成分分析法（PCA）與偏最小二乘法對高光譜數據進行分析，最終建立相關模型，實現對“毒膠囊”的定性檢測。
由于高光譜數據由多個波段圖像組成，可把每一幅圖像看作一個特征，若對高光譜數據進行降維，將會使得原始數據變化到一個新的坐標系統，以使圖像數據的差異達到最大，所得到的結果將會與原來圖像相差很大。這一技術對于增強信息含量，隔離噪聲及減少數據維數非常有效。對高光譜圖像進行PCA 降維后所得到的前4個主成分見圖1。
高光譜圖像的優勢之處在于不但有圖像信息，而且有光譜信息。要得到光譜信息，先對每個樣本選擇感興趣區域，每個感興趣區域有其光譜響應曲線。由于膠囊帽和膠囊體二者之間的顏色不同，為了消除顏色對結果的影響，每個膠囊選擇2個感興趣區域（膠囊帽和膠囊體上各選擇一個感興趣區域），感興趣區域可在膠囊的高光譜圖像上隨機選取，每個區域的像素數范圍為2～6，最終感興趣區域的光譜數據計算區域內所有像素的平均值。4種不同區域（分別為正常膠囊和“毒膠囊”的膠囊體和膠囊帽）的光譜曲線見圖2。
在450~900 nm的高光譜數據中，通過選擇感興趣區域得到正常膠囊和“毒膠囊”的光譜數據，先對其進行歸一化處理，再通過PLS-DA對數據降維及判別分析，當選擇4個PLS算子作為輸入特征時，正常膠囊和“毒膠囊”的識別率達到100%，特異度和敏感度也為100%；由此可知，可用PLS-DA判別方法對正常膠囊和“毒膠囊”進行區分。利用高光譜圖像技術對“毒膠囊”檢測，可以大大降低傳統方法的復雜度。
除此之外，若要提高可信度，還須用更寬波段的光譜對樣本進行檢測，例如在熒光或者紫外波段。在對“毒膠囊”進行定性的同時，還需要對其進行定量研究，定量時可考慮制作不同含鉻量的明膠模板，找出模板含鉻量與光譜數據的相關模型，并以此模型來預測未知"毒膠囊"的重金屬鉻含量。鑒于"毒膠囊”事件的后續影響，樣本比較難找，但為了提高檢測的有效性，還需要用多種鉻含量的膠囊樣本做試驗。
