近红外光谱技术是一种基于物质在近红外区域内对光的吸收特性来进行分析的光谱技术，该技术结合了光谱测量技术与化学计量学方法，近年来在食品成分分析及质量控制方面得到了广泛的研究和应用。由于近红外光谱技术具有非破坏性、快速、不使用化学试剂、无环境污染等特点，它在食品安全检测和质量控制中扮演了重要角色。 一、近红外光谱技术的原理与特点 近红外光谱是指物质在波长780nm到2526nm范围内的吸收光谱。该区域的电磁波是人们最早认识的非可见光区域，具有波粒二重性。近红外光谱的产生主要与物质分子振动的非谐振性有关，它主要测量的是含氢官能团（如C-H、N-H、S-H和O-H等）伸缩振动产生的基频振动的倍频和合频吸收。 近红外光谱技术的特点主要包括以下几点： 1. 许多物质在近红外区域的吸收系数较小，使得分析过程较为简单。 2. 光散射效应及穿透深度较大，允许使用漫反射技术直接对样品进行测定。 3. 近红外光可以在玻璃或石英介质中穿透。 4. 分析过程的投资和操作成本较低。 5. 可以用于样品的定性分析和定量测定。 6. 分析过程不会破坏样品，不需要使用化学试剂，不会造成环境污染。 7. 测定速度快，作为快速检测手段具有其他方法无法比拟的优势。 二、近红外光谱技术的应用进展 近红外光谱技术最初用于农产品分析，但随着技术的发展，它已经被广泛应用于食品、化工、医药和轻工等多个领域的成分分析检测。目前，该技术已经发展成为一种量测信号数字化、分析过程绿色化的新检测方法。 在食品工业中，近红外光谱技术主要用于食品成分的定性分析和定量测定，例如水分、蛋白质、脂肪、糖分、酸度等食品主要成分的测定。此外，该技术还被用于食品添加剂、农药残留等有害物质的检测，以确保食品的安全和质量。 三、近红外光谱技术的挑战与展望 尽管近红外光谱技术具有许多优势，但在实际应用中也面临一些挑战。例如，由于近红外区的光谱信号复杂，存在多个振动谱带重叠的现象，因此精确解析谱带的归属较为困难。此外，影响近红外谱带位置的因素较多，如氢键作用、溶液稀释、温度变化等，都可能造成谱带位置的偏移。近红外光谱技术作为一种间接测量技术，其测定的准确性依赖于标准方法提供的数据质量以及化学计量学建立的数学模型的合理性。因此，建立更加精确的标准方法和数学模型是提高近红外光谱技术测定准确度的关键。 随着科学技术的进步，近红外光谱技术在食品成分及质量控制方面的研究和应用前景广阔。未来的研究方向可能会集中在提高光谱数据的处理和分析算法的精确度、开发更为高效和精确的校正样品集、探索新的光谱预处理方法以及进一步降低成本和操作难度等方面。这些努力将使近红外光谱技术在食品检测和质量控制领域发挥更大的作用，为保障食品安全和提高食品质量做出贡献。

光谱分色滤光片对成像光谱技术至关重要，是实现光电仪器体积小、质量轻的一个重要器件。根据金属膜具有高反射率的特点和可以进行诱增透的原理，介绍了透0.45μm～1.6μm反8μm～12μm光谱分色滤光片的膜料选择和膜系设计，并应用JGP560A2型磁控溅射镀膜机制备出了光谱性能和理化性能较好的宽光谱分色滤光片，其光谱性能达到0.45μm～1.6μm波段范围内，平均透过率大于80%；8μm～12μm波段范围内，平均反射率大于91%。

摘要 苹果叶片直接反应着苹果生长期的营养状况。中国是苹果的主要生产国，然而国内苹果标准叶片数据的收集仅限于个别时期、个别品种的简单记录，没有形成完整且全面反应本国苹果标准叶片情况的数据集。因此，构建不同品种苹果标准叶片的图像及近红外光谱数据集显得尤为重要。这些数据不仅为苹果叶片分析提供参考，还为研究叶片营养快速检测技术提供数据基础。通过收集中国苹果资源圃中种植的170余种品种的苹果标准树叶，并对叶片进行高清图像采集和近红外光谱采集，建立一个品种全面的苹果标准叶片的图像和光谱数据集。以期为苹果叶片快速检测和精准养分管理提供数据支撑。

苹果高光谱图像数据集用于纯苹果和施肥苹果的高光谱数据集 关于数据集 用于测量所用化学物质水平的纯苹果和施肥苹果的高光谱数据集。数据集由各种苹果的高光谱图像组成。分为三大类: 1.“新鲜”-从市场直接购买的苹果图像 2."低浓度”-苹果浸入低浓度杀真菌剂/杀虫剂溶液 即1克或1毫升肥料兑1升水)的图像，以及 3.高浓度“_苹果浸入低浓度杀真菌剂/杀虫剂溶液 (即3克或3毫升肥料兑1升水)的图像，以及 默认情况下，高光谱图像保存为.bil格式。此数据集以.tif格式给出。 整个数据集被分类为三个folders.1Apple_Samples,2.Fungicide_Apple3.lnsecticide_AppleApple_Samples文件夹由两个文件夹组成:monostar和nativo。“Monostar”被进一步分为四个文件夹，总共有207张图片。"Nativo"由=个文件夹组成，总共73张图片。 杀菌剂 苹果由162张图片组成，分为三类，即新鲜苹果、低浓度溶液浸泡的苹果和高浓度溶液浸泡的苹果。本试验所用的杀菌剂是NATIVO。 同样，杀虫剂苹果由175张图片组成，也分为三类

本研究专注于分析和总结不同自然表面及云层的光谱特性，并提出了一种基于光谱分析的MODIS云检测算法。MODIS是中分辨率成像光谱仪（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）的缩写，由美国宇航局（NASA）发射的地球观测卫星搭载，用以监测地球环境和变化。MODIS具有36个波段，覆盖可见光、近红外和热红外等区域，广泛应用于气候研究、资源探测、环境监测等多个领域。 文章首先概述了遥感影像中云对信息获取的影响，指出云是遥感信号传播的障碍物，会造成遥感数据利用率和精度的下降，因此云检测对于提高遥感数据的应用价值具有重要意义。目前，MODIS数据的云检测算法主要分为基于可见光反射率、基于近红外反射率和基于热红外通道亮温及亮温差的算法。尽管已有的算法取得了一定成果，但还没有一种算法能够适用于所有类型云的检测。 在本研究中，作者基于对不同地物及云层光谱特性的分析，提出了一个通用的多光谱云检测算法。该算法结合了MODIS影像的不同波段，特别是中红外6通道（1.64μm）和中红外26通道（1.38μm），利用云层在这些波段的特定光谱特性来识别云。 1. 反射光谱特性分析 1.1 云的反射光谱特性 云层在太阳光照射下，其反射率在可见光和近红外波段较高。由于云对太阳光的散射作用，反射率随波长增加而逐渐减小。特别是在中红外波段，由于大气水汽的影响，低层云的辐射难以到达传感器，而高层冰云（如卷云）由于其湿度低，具有较高的反射率。 1.2 植物的反射光谱特性 植物的反射光谱特性在可见光和近红外波段表现得较为明显。由于叶绿素的吸收作用，在蓝波段和红波段，叶绿素强烈吸收辐射能，形成吸收谷；而在这两个波段之间，由于吸收较少，形成绿色反射峰。在近红外波段，叶的反射及透射率较高，吸收较少。 1.3 土壤的反射光谱特性 土壤对太阳光的反射和吸收特性不同，不存在透射现象。土壤的反射率在不同波段存在波动，自然状态下的土地表面反射曲线呈现特定的“峰-谷”形态。 2. 多光谱云检测算法研究 本研究提出的多光谱云检测算法主要基于可见光通道（0.67μm）、中红外6通道（1.64μm）和中红外26通道（1.38μm）的组合。该算法能够有效地在不同地表覆盖条件下识别云层。例如，利用中红外通道内由于水汽吸收导致的地面辐射衰减现象，可以区分地表和高云系的卷云，因为卷云在这一通道的反射率较高。 3. 结论与应用 通过研究，证明了所提出的多光谱云检测算法在不同地表上具有良好的通用性和有效性。该算法能够为遥感影像处理提供准确的云覆盖信息，有助于提升遥感数据的利用率和质量。此外，该算法的研究成果不仅为云检测领域提供了新的方法，也为其他遥感应用中的目标识别、数据分类提供了理论和实践指导。 文章还提到，目前多数基于MODIS数据的多光谱云检测算法已经比较成熟并开始实际应用。然而，本研究提出的算法依然有其独特之处，特别是在不同下垫面上的通用性，有望在遥感数据处理的实践中得到更广泛的应用。随着技术的进步和算法的不断改进，相信未来能够开发出更加高效准确的云检测算法，为地球空间信息的获取提供有力支持。

内容概要：本文介绍了一个用于高光谱图像分类的CNN-RNN混合模型及其在PyTorch中的实现。针对高光谱数据的特点，作者提出了一个创新的模型架构，利用CNN提取空间特征，RNN处理光谱序列。文中详细描述了数据预处理、模型构建、训练流程以及结果保存的方法，并分享了一些提高模型性能的技巧，如数据增强、随机种子设置、动态学习率调整等。最终，在Indian Pines和Pavia University两个经典数据集上实现了超过96%的分类准确率，仅使用20%的训练数据。 适合人群：从事遥感影像处理、机器学习研究的专业人士，特别是对深度学习应用于高光谱图像分类感兴趣的科研人员和技术开发者。 使用场景及目标：适用于需要高效处理高维高光谱数据的研究项目，旨在提升分类准确性的同时降低计算成本。目标是帮助研究人员快速搭建并优化基于深度学习的高光谱图像分类系统。 其他说明：提供的代码已在GitHub上开源，包含完整的数据处理、模型训练和评估流程。建议使用者根据自身数据特点进行适当调整，以获得最佳效果。

基于CNN-RNN的高光谱图像分类项目报告：全套代码、数据集及准确率记录管理,高光谱图像分类：CNN-RNN深度学习模型的全套解决方案,高光谱图像分类CNN-RNN结合 pytorch编写 该项目报告网络模型，2个开源数据集，训练代码，预测代码，一些函数的 拿到即可进行运行，全套。 代码中加入了每一步的预测准确率的输出，和所有迭代次数中，预测精度最好的模型输出。 所有预测结果最后以txt文本格式输出保存，多次运行不会覆盖。 设置随机种子等等。 该项目在两个数据集上精度均可达96以上(20%的训练数据)。 ,高光谱图像分类; CNN-RNN结合; PyTorch编写; 网络模型; 开源数据集; 训练代码; 预测代码; 函数; 预测准确率输出; 最佳模型输出; txt文本格式保存; 随机种子设置; 精度达96以上,高光谱图像分类：CNN-RNN模型全解析报告

在现代养蚕业中，蚕茧的质量和品质对于整个蚕桑产业的生存和发展至关重要。蚕茧的品质不仅关系到蚕丝的产量和质量，而且是影响缫丝工业原料茧商品价值的关键因素。其中，茧层含水率作为衡量蚕茧品质的一个重要指标，对丝质价值和解舒价值的评估具有显著影响，并可以用来实现蚕茧的等级划分。 传统的蚕茧质量检测方法依赖于有损的物理方法，例如剥茧取丝，这种做法不仅效率低下，而且会破坏蚕茧，不适合大规模快速检测的需求。随着科技的进步，无损检测技术在蚕茧品质评估中得到了越来越多的应用。 本文探讨了基于高光谱图像技术的蚕茧茧层含水率无损检测方法。高光谱图像技术是一种将传统光谱技术和图像技术结合起来的先进的分析方法，它能够获取材料在连续波长范围内的光谱图像，从而获得丰富的物质信息。通过分析这些图像中的光谱信息，可以识别出不同物质的特征波长，并据此对物质的成分进行识别和定量分析。 本研究中，研究者首先通过高光谱图像技术获取蚕茧的光谱信息，然后对这些光谱数据进行预处理，包括矢量归一化等步骤，以消除数据中的冗余信息，提高后续分析的准确性。在特征波长选取方面，采用了无信息变量消除算法（UVE）结合连续投影算法（SPA）的方法。这种方法可以有效筛选出与蚕茧茧层含水率相关的特征波长。 研究结果表明，通过这种方法选取的特征波长477nm、565nm、688nm和747nm对于预测蚕茧茧层含水率具有较好的效果。基于这些特征波长建立的偏最小二乘（PLS）模型，在校正集和验证集上的相关系数分别达到了0.5871和0.5457，显示出了一定的预测能力。尽管相关系数不是非常高，但对于无损检测技术来说，这已是一个有希望的开端。 为了进一步提高模型的预测准确性，未来的研究可以考虑更多的样本量，优化模型的参数设置，并且可能需要结合其他类型的光谱技术，如拉曼光谱或者近红外光谱，进行多模态数据融合分析，以获得更好的检测效果。 此外，本文还提到了相关的基金项目，如高等学校博士学科点专项科研基金和浙江省自然科学基金，说明这项研究得到了相应的科研经费支持。作者黄凌霞和通信联系人何勇的背景信息也表明了他们在农产品品质无损检测领域具有一定的研究基础和经验。 总体而言，本文提出的基于高光谱图像技术的蚕茧茧层含水率无损检测方法，为快速、高效地评估蚕茧品质提供了一种新的途径，具有重要的应用前景和研究价值。随着技术的进一步完善和优化，这项技术有望在养蚕业中得到广泛应用，从而推动整个行业的转型升级。

以新疆红富士苹果为研究对象,探讨应用高光谱图像技术和最小外接矩形法预测其大小的研究方法。提取苹果高光谱图像中可见红色区域受色度影响较小的713nm以及近红外区域793和852nm的3个波长图像,做双波段比运算处理。比较所得双波段比图像可知,852/713双波段比图像中背景和前景灰度对比度最大。对该图像做阈值分割以及形态闭运算去除果梗区域,使用8邻接边界跟踪法得到二值图像的轮廓坐标序列,采用最小外接矩形法求苹果的大小,与实测值建立回归方程。结果表明,基于高光谱图像技术采用波段比算法,结合最小外接矩形法,能够有效地检测苹果大小,预测值与实际值最大绝对误差为3.06mm,均方根误差为1.21mm。

拉曼光谱是一种基于非弹性散射原理的光谱技术，主要用于研究物质的分子振动模式，通过这些振动模式，可以分析出样品的化学组成和分子结构。由于拉曼光谱技术在测量中对样品的损伤极小，同时能够快速获取大量化学信息，因此在临床医疗尤其是在癌症检测与诊断领域中扮演着越来越重要的角色。 激光技术的进步极大地推动了拉曼光谱在生物医学领域的应用，特别是近红外激光的使用，使得拉曼光谱在生物组织中的应用变得可能。另外，CCD探测器的出现和性能提升，以及傅里叶变换拉曼光谱技术的应用，都极大地提高了拉曼光谱技术的性能和可靠性。这些技术的进步不仅使得拉曼光谱成为材料分析、宝石鉴定等领域的有力工具，更是在生物医学领域，尤其是在癌症诊断方面显示出其巨大的潜力。 在癌症检测与诊断方面，拉曼光谱的应用主要体现在以下几个方面： 1. 子宫癌检测：利用遗传算法与偏最小二乘判别分析（GA-PLS-DA）技术，结合近红外拉曼光谱，可以对子宫癌组织进行快速识别。这种方法能够检测到癌前细胞的形成，并对癌变组织的生物分子变化进行分析，从而达到早期诊断的目的。 2. 膀胱癌和前列腺癌诊断：光纤近红外拉曼光谱技术能够在体外对膀胱镜和尿道前列腺切除术样本进行诊断。通过分析拉曼光谱与组织学特征的关联，可以建立用于诊断膀胱癌和前列腺癌的算法模型，并验证其准确性。 3. 血液成分分析：拉曼光谱技术可用于血液成分的快速检测，对于血液中化学物质的鉴定及浓度测定具有重要意义。 4. 动脉硬化检测：动脉硬化与心血管疾病密切相关，拉曼光谱技术能够帮助检测动脉壁的分子组成变化，对早期动脉硬化有警示作用。 在上述应用中，拉曼光谱技术的检测速度之快、损伤之小，使得其成为一种重要的临床诊断工具。以遗传算法、偏最小二乘分析为代表的化学计量学方法能够处理复杂的光谱数据，提取出诊断所需的特征信息，极大地提升了诊断的准确性。 而LabVIEW这一标签提示，该技术在拉曼光谱数据的采集、处理和分析中扮演着重要角色。LabVIEW是一种图形化编程语言，广泛应用于仪器控制、数据采集、数据分析等领域。在拉曼光谱研究中，LabVIEW可用来控制激光器、探测器的工作以及对收集到的数据进行实时处理和分析，它对提升实验室的自动化水平和促进研究的深入化起着关键作用。 拉曼光谱技术已经成为临床医疗中不可或缺的一部分，尤其在癌症检测与诊断领域显示出巨大的应用潜力。通过不断的技术创新和方法优化，拉曼光谱技术在提升诊断准确性、缩短检测时间以及降低成本方面，将为临床医学带来更多突破性的进展。