高光譜成像是一種能夠獲取物體各個波段或頻段的光譜信息的成像技術(shù)。在垃圾分類中，高光譜成像可以應(yīng)用于以下方面：

1. 垃圾分類識別：高光譜成像可以通過獲取垃圾的光譜信息，從而識別不同類型的垃圾。不同類型的垃圾在光學(xué)特性上會有所差異，通過分析垃圾的光譜信息，可以辨別有害垃圾、可回收垃圾和廚余垃圾等不同分類的垃圾。

2. 垃圾質(zhì)量分析：高光譜成像可以分析垃圾的成分和質(zhì)量。垃圾的成分和質(zhì)量決定了它們的處理方式和回收利用價值，通過高光譜成像可以獲取垃圾的光譜信息，進(jìn)而分析垃圾的成分和質(zhì)量，以便進(jìn)行合理的垃圾處理和回收利用。

3. 垃圾檢測和篩選：高光譜成像可以檢測垃圾中的異物和雜質(zhì)。異物和雜質(zhì)的存在會對垃圾的處理和回收造成影響，通過高光譜成像可以快速、準(zhǔn)確地檢測出垃圾中的異物和雜質(zhì)，并進(jìn)行篩選和去除。

4. 垃圾處理監(jiān)控：高光譜成像可以監(jiān)控垃圾的處理過程。通過獲取垃圾的光譜信息，可以監(jiān)測垃圾在處理過程中的變化和轉(zhuǎn)化情況，以便對垃圾處理進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整。

高光譜成像在垃圾分類中應(yīng)用的研究

研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用SINESPEC賽斯拜克科技有限公司產(chǎn)品SP130M進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

由于高光譜成像具有光譜分辨率高、圖譜合一、快速無損檢測等特點(diǎn)，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和遙感等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的可回收生活垃圾檢測與分類方法存在檢測時間長、分類效率低以及無法同時快速分揀大量多種垃圾等問題?？紤]到不同類別的生活垃圾因其主要組成分子結(jié)構(gòu)的差異，對不同波長的光具有不同的吸收特性。高光譜圖像在記錄待分類垃圾的空間信息的同時，還可以獲取垃圾對不同波長的光的反射率光譜信息。通過建立識別分類模型，對反射率光譜信息進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)對高光譜圖像中待分類垃圾的識別與分類。

我們將收集三種材料的可回收垃圾樣本，即紙質(zhì)、塑料和木質(zhì)，并且它們包括了30個不同種類的物品，例如塑料瓶、食品包裝袋、塑料玩具(飾品)碎片、一次性筷子、雪糕棒、木制家具碎片、木制包裝盒、廢舊課本、廣告紙以及辦公用紙等。在收集后，我們會對這些樣本進(jìn)行清洗和裁剪處理，以避免樣本表面的污漬影響其反射率。接下來，我們將利用高光譜成像系統(tǒng)拍攝這些樣本在近紅外范圍內(nèi)（780～1000nm）的高光譜圖像。具體來說，我們將使用30個樣本中的18個作為訓(xùn)練樣本集，另外12個作為測試樣本集。

我們收集了一些常見的可回收生活垃圾，例如廢舊課本、辦公用紙、塑料瓶、塑料袋、廢舊木制家具、一次性筷子等不同種類的紙質(zhì)、塑料和木質(zhì)垃圾樣本。通過建立識別分類模型，我們在近紅外波段（780.41～1001.09nm）提取樣本的特征波段，并利用SAM光譜匹配算法和Fisher判別分析算法對測試樣本ROI區(qū)域內(nèi)的測試點(diǎn)進(jìn)行分類。結(jié)果顯示，所有樣本的分類準(zhǔn)確度均超過99%以上。

研究結(jié)果顯示，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，使用高光譜成像技術(shù)能夠?qū)σ恍┏Ｒ姷目苫厥绽M(jìn)行識別和分類，為未來改進(jìn)和創(chuàng)新垃圾分類技術(shù)提供了基礎(chǔ)和指導(dǎo)。

高光譜成像技術(shù)可以在垃圾分類方面發(fā)揮重要作用，提升分類的準(zhǔn)確性和效率，對垃圾的處理和回收利用起到推動作用。