基于VC++6.0和OpenCV1.0的自主开发界面，应用光谱图像检测原理，设计出了一套适用于中药光谱图像检测系统并能快速获取中药荧光指纹图谱的数据处理软件。同时，成功将该软件应用于自主研发的中药光谱图像检测系统中作为控制及处理模块，并利用其对鹿茸等中药材进行了实际检测，证明了系统的可靠性和准确性。该软件可以同时绘制多达8个中药样品或者8个样品间任意组合的光谱立方体在同一坐标中拟合的特征光谱曲线，从而对样品进行真伪鉴别和品种鉴定，具有操作简便，处理速度快，兼容性好等特点。

板蓝根颗粒的质量直接影响其疗效, 选择一种有效的板蓝根颗粒质量检测方法至关重要。 传统的检测方法需要对板蓝根样品进行化学预处理, 是一种对样品有损的检测方法。 为解决这一问题, 采用了一种安装液晶滤波器件的荧光光谱成像实验装置对板蓝根样品的荧光光谱特性进行测试, 以中国食品药品检定研究院提供的板蓝根标准物质的光谱曲线作为对照品, 通过获得不同原材料、不同厂家和不同批次的板蓝根颗粒的荧光特征光谱曲线, 并对其进行归一化处理后, 与对照品的荧光光谱特征曲线进行对比分析及聚类分析, 从整体上探讨了荧光光谱特征曲线与板蓝根颗粒质量的关系。 实验结果显示, 不同厂家生产的颗粒之间质量存在较大差异, 主要体现在荧光的强弱和波峰位置的变化上, 通过与标准物质的光谱曲线做进一步对比, 可初步判断板蓝根颗粒质量的优劣。 这表明了采用荧光光谱成像的方法对板蓝根质量进行检测是一种简便、 快捷、 无损的检测手段。

利用自适应图像分割算法处理中药光谱检测中得到的中药光谱图像，通过运动检测、差分图像的自动选取及光谱曲线中心波长统计对中药图像的像素点进行分类，将中药光谱图像自动分割成不同的区域，提取中药材光谱图像不同区域的光谱信息并消除背景噪声对实验结果的影响。以中药黄连及其混合粉末为例进行实验。实验结果表明该算法能够自动准确地提取出有效区域，并分割出有效区域的光谱图像，较好地消除了噪声干扰并且没有产生无意义的区域。

研究了一种基于还原氧化石墨烯(rGO)的全光纤温度传感器。此传感器利用侧边抛磨光纤(SPF)作为基底，采用改进氧化还原法得到的石墨烯作为敏感材料。通过自然蒸发沉积方法，将rGO沉积于SPF的抛磨区，使rGO与光纤光场发生相互作用。实验结果表明温度变化可明显改变rGO对传输光场的作用，使通过传感器的光功率发生显著的变化。当温度从-7.8 ℃~77 ℃变化时，通过传感器的光功率发生11.3 dB的变化，光功率随温度变化的线性相关系数高达99.4%。测温精度可达0.03 ℃，灵敏度为0.134 dB/℃, 响应速度大于0.0228 ℃/s。

针对目前中药市场上存在的中药材质量问题，设计了一套基于推扫式光谱成像技术的光栅光谱成像装置。采用光栅分光，利用电控位移台在空间一维方向上扫描成像，通过图像拼接后获取了中药的光谱立方体。该装置成本低，无需特殊环境即可实现对中药的快速、无损检测。所测试系统参量包括定标波长、系统光谱响应范围、光谱分辨率、空间分辨率和系统稳定性等。以西洋参为例进行检测，得到了西洋参的光谱图像及其对应的光谱立方体，据此绘制其特征光谱曲线和空间荧光强度分布图像，得出了中药材西洋参的光谱特征和其主要活性成分人参总皂甙的空间分布。

煎煮中药的目的在于使药材中的活性成分充分析出, 从而最大发挥中药治疗疾病的功效。 为了检测药材在煎煮过程中活性成分的溶出度变化情况, 运用光谱成像技术, 以中药材黄柏为例, 检测了其在煎煮过程中不同时刻的荧光强度, 分析结果从侧面反映了黄柏活性成分的溶出度规律。

为了实现中药饮片的活性成分空间分布检测, 有效地对药用部位进行质量评价, 以中药黄连饮片为研究对象, 运用光谱成像分析技术进行检测。 首先获取检品的荧光光谱立方体, 根据中药鉴定学知识, 人工提取3个不同组织结构处的光谱曲线; 进而运用主成分分析法重构光谱图像, 将3个不同组织结构的特征差异集中于前几个主成分图中; 最后采用阈值法对第一主成分图像进行分割, 获得了不同组织结构的空间分布情况及各组织结构有效成分的相对含量。 实验结果显示光谱成像技术可以提供中药饮片有效成分的空间分布状态, 为入药部位的选择提供依据, 且检测过程无损、 快速。

为了检测在不同湿度条件下西洋参品质的变化，根据分子结构改变引起荧光光谱变化的原理，对西洋参的活性成分进行在体检测。选用中心波长为254 nm的紫外光源激发西洋参检品发射荧光，利用基于可调液晶滤光器的光谱成像装置获取检品420～680 nm之间的连续荧光光谱图像。采用帧差法提取光谱立方体的有效区域并绘制特征光谱图。对存放于不同湿度条件下的三份西洋参检品连续检测，并绘制归一化特征光谱图。特征光谱图显示不同湿度对西洋参的影响趋势一样。利用饮片与对照品的加权欧氏距离反映西洋参的变化规律，湿度越大距离变化越快。检测结果反映出在不同湿度条件下西洋参活性成分随存放时间的变化，而且这种变化是不可逆的。

利用液晶光谱仪通过光谱成像法对黄柏和人参总皂甙进行了荧光光谱图像检测，采用滤波器与像素点定位联用的方法提取有效像素点，获取它们的荧光光谱图像，绘制了相应的中药荧光指纹图谱.结合欧氏距离的判定方法，将滤波器与像素点定位联用法、像素点优选法和背景差分算法所得的荧光指纹图谱进行比较，三种方法的差异由小到大的排序为滤波器与像素点定位联用法，背景差分算法，像素点优选法.说明滤波器与像素点定位联用法所得荧光指纹图谱稳定性最好，谱线最优.实验结果表明该方法可以用于构建中药荧光指纹图谱，从而提出了一种新的用于中药指纹图谱构建中提取有效像素点的可行方法.

为了实现中药的快速、无损、实时检测和分析，设计了一个中药光谱成像检测分析系统，实现了在计算机上通过控制界面对光谱成像硬件系统中的滤光器和摄像机等关键器件的同步、联动控制，以获取一定波长间隔的系列光谱图像，经过软件的分析处理，得到中药样品的二维特征光谱曲线和空间三维成分分布曲线，实现了中药成分的定性和空间分布的实时检测。