光学特性的测量有助于理解光与生物组织之间的相互作用,然而传统的光学测量技术局限于点测量,一定程度上阻碍了对生物组织光学特性研究及应用的发展。空间频域成像（Spatial Frequency Domain Imaging,SFDI）作为一种新兴的非接触、宽视场的光学成像技术,能够在宽视场内逐像素地测量光学特性,虽然近年来SFDI技术被广泛应用于生物医学领域,但在农产品和食品领域研究较少。本课题构建了一套用于高散射农产品生物组织光学特性参数检测的高光谱-空间频域成像系统,可以实现连续波长下的SFDI检测,使用液体仿体对系统准确性进行了验证,应用验证后的系统获取实际对象（牛奶和梨）的光学特性参数并进行相关分析。在此基础上,基于表面轮廓对梨光学特性参数检测的影响分析,提出了漫反射率校正法,以实现梨光学特性参数无损检测。本研究的主要研究内容及结论有:本研究设计并构建了一套可实现连续波长检测的高光谱-空间频域成像系统,将线扫描高光谱相机与SFDI系统相结合,通过高光谱成像原理可以实现连续波长SFDI光学特性参数检测。研究介绍了系统具体操作步骤（主要包括系统投影、图像采集和图像预处理）,测试了系统光源稳定性,并对系统进行投影仪-相机标定,使用标定结果对系统投影频率进行校准。研究通过对采集图像滤波提高了系统获取待测物体表面轮廓的精度,通过对不同反射率标准反射板进行线性拟合获取了与系统光谱相机相适应的波长反射率,并使用该组标准反射板对系统响应线性度进行校准,提高系统SFDI光学特性参数检测的准确性。本研究开展了连续波长SFDI系统准确性验证实验与实用性验证实验研究。基于液体仿体的系统准确性验证实验结果显示:在400～740 nm内的56个连续波长下,吸收系数μa和约化散射系数μ’s平均误差分别为9.24%和6.08%,通过对比分析以往研究中构建的SFDI检测系统误差结果,证明了本研究所构建系统的可行性和有效性。使用验证后的系统测量了牛奶（一类具有典型吸收散射特性的实际样本）的光学特性参数并与其成分含量进行相关性分析,证实了450～740 nm范围内牛奶中脂肪含量与约化散射系数μ’s、蛋白质含量与吸收系数μa之间的相关性;测量了正常梨与不同损伤类型梨（瘀伤、划伤与擦伤）的光学特性参数,探究了梨损伤组织与光学特性参数变化之间的联系,对未去皮梨与去皮梨的光学特性参数展开比较,结果表明梨的表皮厚度与表面轮廓对梨光学特性参数检测存在一定的影响。针对表面轮廓对SFDI光学特性参数检测的影响,本研究提出了基于表面轮廓的漫反射率校正法,通过结构光三维重建技术获取待测对象的表面轮廓信息,对SFDI解调得到的表面漫反射率进行校正,可以实现非平面生物组织SFDI光学特性参数快速无损检测。使用提出的校正法对6个半球型仿体的漫反射率进行校正,结果表明经过校正后的半球型仿体在40°角内的漫反射率更加均匀。将半球型仿体的漫反射率参考值与测量值进行多项式拟合,进一步修正校正结果,结果表明所提出的校正法可以实现40°角以内的SFDI曲面校正。将经过验证的校正法应用于正常梨与瘀伤、划伤和擦伤等三种轻微损伤梨的光学特性参数检测,与未经过校正所测得的光学特性参数相比,校正后获取到的正常梨光学特性参数显得更均匀,而损伤梨的损伤区域变得更易于识别,减小了表面轮廓所引起的误差。本课题研究表明,构建的高光谱-空间频域成像系统可用于农产品连续波长下的光学特性参数检测,提出的基于表面轮廓的漫反射率校正法可以实现40°角以内的曲面校正,能减小SFDI应用中表面轮廓引起的误差,提高检测精度。未来的工作可进一步研究生物组织表面曲率对光学特性参数的影响,以实现农产品光学特性参数快速无损检测。