烟草在加工过程中不可避免地会混入麻绳、木屑、泡沫、纸片、羽毛、塑料、橡胶、金属、石块，或产生霉变烟叶和梗签等多种杂物，这些杂物与烟草有着本质上的区别或差异，若不能将其精准去除，将对卷烟制造过程和卷烟产品分别产生极大的安全和质量隐患，并严重影响卷烟制造商及其品牌口碑。

非烟叶杂物类别：

一类杂物：金属、羽毛、塑料等

二类杂物：纸、石头、麻绳、玻璃等

三类杂物：非烟叶叶子、种子、竹签、杂草等

烟草行业除杂标准：

一类杂物含量：≤0%

二、三类杂物含量：≤0.00665%

传统卷烟生产加工线上采用的除杂方式：

主要包括：风力除杂、光电除杂、磁力除杂和人工挑选除杂，其中风力除杂、光电除杂、磁力除杂均是针对杂物的特定属性差异进行有针对性的识别并剔除，如比重的差异、颜色的差异和磁性的差异，因此一种除杂方式只能识别和剔除某一类杂物，类别受限，容易存在漏检。人工除杂可以识别绝大部分非烟物质杂物，但人眼容易疲劳且工作效率较低。

为解决上述客户需求及痛点，本案例主要通过光谱成像技术与设备来区分烟叶和非烟杂物，利用烟叶和非烟杂物的光谱特征差异，判别出各类非烟杂物，完成烟叶与杂物的分类与剔除。

光谱成像技术烟叶除杂原理 

光谱成像烟叶除杂可行性验证：

验证设备：本案例中应用到的可见光近红外推扫式高光谱相机由深圳市中达瑞和科技有限公司自主研发与生产制造，是一款拥有超高光谱分辨率和图像分辨率的推扫成像高光谱相机，可广泛应用于挂载、便携、室内等应用场景。 该相机基于推扫式高光谱成像原理，覆盖短波红外（900-1700nm）光谱范围，光谱分辨率可达3nm，具备超高成像速度、高灵敏度和优越的信噪比，可按需快速、精准获取目标物的空间图像信息和光谱信息，利用目标物不同部位或成分的光谱特征，进行无损、无接触、快速高效的精准获取、发现识别、分类筛选和分析应用。 VIX-S270整体结构紧凑、坚固可靠，灵活适用于各种复杂的应用环境，可广泛应用于工业检测、材料分析等领域，是利用高光谱成像进行科学研究和应用探索的理想选择。

推扫式高光谱相机VIX-S270

验证方法：将烟叶切碎成烟丝，把杂物（塑料）混合到烟丝中，模拟真实烟叶杂物判别场景，使用短波红外高光谱相机进行数据采集分析，可看到烟叶和塑料杂质存在明显差异。

验证过程：

1、在烟丝里放入一些塑料杂物

2、对混有塑料杂物的烟丝进行光谱数据采集，采集范围：920nm～1700nm

3、选取1100nm、1200nm、1400nm三个特征波段光谱数据（图1）

图1：三波段光谱图

烟丝和非烟杂物光谱曲线，两者存在明显差异

4、对所选取的三个波段光谱数据进行合成伪彩图，分析处理后塑料可明显识别（图2）

图2：光谱分析伪彩图（绿色：塑料）

验证结论：

用短波红外高光谱相机替代传统风选、磁选等方式，利用光谱视觉波段看得宽，物质特征波段抓得准的特性，采集烟叶和非烟杂质的光谱数据，基于烟叶和杂质两者物质独有的光谱特征差异，结合定标模型匹配算法，可实现烟叶和非烟杂物的精准识别。