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为了研究烘烤过程中烤烟主要化学成分的无损检测，本文以烤烟烘烤过程中不同阶段的烟叶作为研究对象，采用图像处理技术提取鲜烟叶、烘烤过程的38℃、42℃、46℃、54℃和烤后样烟叶的颜色特征值色调（H）、饱和度（S）、亮度（V）和纹理特征值角二阶矩(W1)、熵(W2)、逆差距(W3)、相关度(W4)，结合BP神经网络建立预测模型，初步实现了对烟叶不同烘烤阶段的总糖、还原糖、淀粉、烟碱和总氮含量的无损检测。主要研究结果如下：烟叶的颜色特征值色调（H）和亮度（V）均与主要化学成分呈极显著性相关，饱和度（S）与总糖和淀粉含量呈正相关，相关系数分别为0.705和0.717，其中色调（H）与总糖和淀粉呈显著负相关，相关系数分别为-0.963和-0.962，与还原糖、总氮和烟碱呈显著正相关，相关系数分别为0.903,0.915和0.941；亮度（V）与总糖和淀粉含量呈正相关，相关系数分别为0.785和0.766，与还原糖、总氮和烟碱呈负相关，相关系数分别为-0.715,-0.786和-0.789。烟叶的纹理特征值与大多数化学成分相关性较好，其中角二阶矩五种化学成分均呈极显著性相关（P<0.01），熵与淀粉呈显著性相关（P<0.05），与其余四种化学成分呈极显著行相关（P<0.01），逆差距和相关度与还原糖含量呈显著性相关（P<0.05）。结果表明，不同烘烤阶段的烤烟主要化学成分与颜色和纹理特征有密切关系，在一定程度上可以通过烤烟的颜色和纹理特征值来反映烤烟的内在化学成分变化。网络预测值与真实值吻合度较高，相关系数R值均在0.9以上，主要化学成分的预测值准确率较高，与真实值非常接近。最大绝对误差为0.97，最大相对误差为5.81%；总糖的预测绝对误差在0.08~0.97之间，相对误差在0.28~4.48之间；还原糖的预测绝对误差在0.02~0.38之间，相对误差在0.14~1.90之间；总氮的预测绝对误差在0.01~0.04之间，相对误差在0.79~1.79之间；烟碱预测值与实测值的绝对误差在0.01~0.05之间，相对误差在0.47~2.13之间。预测结果表明，该模型根据烟叶的颜色特征值和纹理特征值对烘烤过程中不同阶段烟叶的总糖、还原糖、淀粉、总氮和烟碱五项指标的预测评价是可行的，预测结果与实际情况比较符合，模型具有一定的实用价值。