來源:賽斯拜克 發表時間:2024-01-09 瀏覽量:2566 作者:
?摘要 本文探討了高光譜成像技術在900~1700 nm近紅外波段內,用于監測臍橙表面不同濃度農藥(惡霜密銅菌酯)殘留隨時間變化(0, 4和20天)的潛力。實驗結果表明,該技術能夠有效識別較高濃度的農藥殘留,并通過主成分分析(PCA)顯著降低數據量,為在線農藥殘留檢測提供了可能。
材料與方法
實驗設計
本研究采用廣州某批發市場購買的贛南臍橙。將38%惡霜密銅菌酯農藥稀釋成不同濃度(1:20, 1:100, 1:1000),分別施加于洗凈的臍橙表面,并放置不同時間后進行高光譜成像。
高光譜成像系統
使用覆蓋900~1700 nm波段的fs-15光譜儀,結合CCD相機和兩個150W光纖鹵素燈構成的近紅外光源進行圖像采集。通過線掃描方式和運動平臺獲取整個樣品的高光譜成像數據。
結果與討論
光譜數據分析
通過軟件從臍橙圖像中選取感興趣區域(ROI),提取并計算平均光譜數據。正常果和處理果的平均光譜曲線對比顯示,處理果在1000 nm波段有明顯吸收峰。
圖像識別與分析
利用PCA處理原始數據,獲得8個特征波長,并基于此進行第二次PCA處理,生成PC-2圖像。結合掩模算法和簡單圖像處理技術,成功識別出農藥殘留區域。
結論
1. 高光譜成像技術能夠有效識別各個時間段較高濃度的農藥殘留。
2. 對原始數據進行PCA處理,篩選出8個特征波長(930, 980, 1100, 1210, 1300, 1400, 1620和1680 nm),簡化了模型,減少了計算量。
3. 未來研究應增加樣品數量以驗證結論的可靠性,并基于篩選的特征波長進一步開發在線農藥殘留檢測方案。