高光谱分析中药材柴胡含水率分析

对柴胡来样 开展 900–1700 nm 高光谱含水率分析，对反射率立方体完成黑白板校正后的光谱读取、平滑降噪与散射校正。按 970 / 1200 / 1450 nm 水分子 O-H 吸收特征计算相对含水率，输出含水率热力图、直方图与平均光谱曲线。

一、检测目的和依据

1、使用 900-1700nm 近红外相机已采集的柴胡反射率立方体开展分析；

2、高光谱无损识别各根段水分空间分布，按条给出相对含水率分档；

3、使用水分吸收深度，输出相对含水率热力图与光谱曲线，完成技术实验与落地。

二、样品类别及数量

样本：测试实验客户来样样品 数量1盘

样品批次：柴胡 900-1700 nm

波段范围：约 886–1712 nm，1024 个波段

形态：根条切片平铺；合计 28 段

三、检测设备和方式

检测设备

1、900-1700nm高光谱相机（约 1024 个波段）

2、光学暗箱（含350-2500nm光源，放样移动平台）

3、低反射率托盘（根条分盘平铺）

4、辅助材料：标签

采集方式

1、样品摆放规则：将柴胡根条平铺于托盘，条间距均匀、互不遮挡，视场覆盖整盘。

2、数据采集模式：使用反射模式采集样品 900-1700nm 反射率数据。

3、设备调参：采集前完成黑白板校正，同步输出原始信号与反射率两套立方体

四、数据处理

1、读取反射率立方体（约 886–1712 nm，1024 通道。

2、分割背景与标签区，按连通域拆成单条药材，提取平均反射率。

3、在 970 / 1200 / 1450 nm 水分子 O-H 吸收位置计算连续统去除吸收深度，映射为相对含水率（0–100%）。

4、输出 SWIR 伪彩、相对含水率热力图、药材区域直方图，以及平均反射率曲线。

五、高光谱柴胡含水率分析结果

判定：本盘整体中等偏湿。28 根段相对含水率直方图均值 / 中位约 60%，多数根段落在 60–80%。极干根段为 13、14、24（约 0–10%）；偏湿根段为 22（接近 90–100%）。该结果为光谱相对含水率，不是烘干法实验室真值。

图一 左上为 SWIR 伪彩样品 ，右上为相对含水率热力图；下为直方图与平均光谱（970 / 1200 / 1450 nm 为水分吸收位置）。

图二 各根段相对含水率编号热力图（色标 0–100%）。

逐条分档（根段号 / 相对含水率分档）

根段1–8、10、12、15、17、18、20、23、25、27、28 中等偏湿（约 60–80%）

根段9、11、21 中等（约 45–65%）

根段16、19、26 偏干（约 30–50%）

根段13、14、24 极干（约 0–10%）

根段22 偏湿（约 90–100%）

结论：在 900–1700 nm 反射率条件下，本盘柴胡根条水分空间分布可分。多数根段相对含水率约 60%，13 / 14 / 24 明显偏干，22 明显偏湿。方法无需切片破坏，适合来样快速水分筛查与烘干均匀性演示。

采集参考Q/EX C 0628-2025标准