高光谱技术应用：真假羽绒的判定

背景介绍

      最近，央视曝光劣质羽绒制品的话题，连续冲上热搜。一些直播间里「甩卖」的羽绒服，号称便宜又高质，结果被摸排发现均为「假羽绒服」：7 万多件羽绒服绒子含量为 0%。

      然而更让人糟心的是，劣质羽绒服最大的危害，还不是不抗冻，而是缺乏高温消毒等程序，还可能产生异味和病菌，给身体健康带来致病危害。

      假冒羽绒的材质一般为飞丝、杂绒，也有猪毛、狗毛等杂质，而且随着造假范围的扩大，更有按比例、按需求添加杂质的造假方法。大部分造假通过肉眼观察就能发现真伪。

      但一方面造假技术越来越高，目前已经出现肉眼很难辨别的假羽绒材质；另一方面人眼的判定具有主观性，容易受人体机能和环境因素的影响，判定结果偶尔有失误的时候。

      针对真假羽绒的辨别场景，杭州高谱成像技术有限公司提供了一种基于高光谱技术原理的辨别技术，可以实现数字化识别羽绒真假，既能替代人工识别，又能保留检测数据，以供存档查看。

测试过程

      高光谱技术辨别真假羽绒的实验采用两组羽绒样品：一组为新国标鸭绒材质，一组为仿鸭绒的丝绒材质，两组外观、手感上较为相似。        

测试样品照片

      实验采用杭州高谱全国产的NIR高光谱相机和宽光谱光源，并结合与工业流水线相同的传送带检测方式，与实时检测需求更为接近

测试方案框架图

      实验中所采用的NIR高光谱相机是杭州高谱的HX-17S，基于杭州高谱公司自主研发的棱镜-光栅色散分光高光谱成像技术，具有高光谱分辨率、高效率、一致性好、使用简单等诸多优点。同时，工业应用需要设备具有高速、强大和稳定的性能，HX系列高帧频及大视场角特性可满足工业用户对与效率的更高需求。

                                                                                                              杭州高谱的HX-17S相机外观

测试结果

      对两组样品进行高光谱数据测试，后分析光谱可以发现真鸭绒和仿绒制品的NIR光谱曲线存在差别。差别主要在两个波长范围内：如下图的两个红色虚线框标记。在这两个波长范围内，两组样品的光谱特征差别较大，说明两组样品的物质成分有较大差别。

                                                                                                                  真假羽绒的光谱曲线图

      根据上述光谱特征，开发基于高光谱数据的羽绒材质分析算法，对测试样品进行真伪判定。判定结果如下图所示，其中绿色的是真鸭绒，蓝色的是仿绒制品。由此可以判定右侧一组测试样品为真，左侧为假。

      同时，根据高光谱技术特点，不仅可以测出一团羽绒的真伪，也可以测出每一小片羽绒的真伪。面积大小不影响高光谱技术对羽绒真伪的识别，这对于掺杂伪造技术的检测场景是很有用的。

                                                                                          真假羽绒的识别效果图（绿色为真羽绒，蓝色为假羽绒）

附录：HX-17S技术指标