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賽斯拜克中國(guó)核心技術(shù)品牌 博士專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)   18年專注高光譜

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無損檢測(cè)臍橙表面農(nóng)藥殘留:高光譜成像技術(shù)應(yīng)用

來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2024-01-09 瀏覽量:2113 作者:

?摘要 本文探討了高光譜成像技術(shù)在900~1700 nm近紅外波段內(nèi),用于監(jiān)測(cè)臍橙表面不同濃度農(nóng)藥(惡霜密銅菌酯)殘留隨時(shí)間變化(0, 4和20天)的潛力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該技術(shù)能夠有效識(shí)別較高濃度的農(nóng)藥殘留,并通過主成分分析(PCA)顯著降低數(shù)據(jù)量,為在線農(nóng)藥殘留檢測(cè)提供了可能。

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材料與方法


 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)


本研究采用廣州某批發(fā)市場(chǎng)購(gòu)買的贛南臍橙。將38%惡霜密銅菌酯農(nóng)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(shí)間后進(jìn)行高光譜成像。


高光譜成像系統(tǒng)


使用覆蓋900~1700 nm波段的fs-15光譜儀,結(jié)合CCD相機(jī)和兩個(gè)150W光纖鹵素?zé)魳?gòu)成的近紅外光源進(jìn)行圖像采集。通過線掃描方式和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)獲取整個(gè)樣品的高光譜成像數(shù)據(jù)。

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結(jié)果與討論


光譜數(shù)據(jù)分析


通過軟件從臍橙圖像中選取感興趣區(qū)域(ROI),提取并計(jì)算平均光譜數(shù)據(jù)。正常果和處理果的平均光譜曲線對(duì)比顯示,處理果在1000 nm波段有明顯吸收峰。

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圖像識(shí)別與分析


利用PCA處理原始數(shù)據(jù),獲得8個(gè)特征波長(zhǎng),并基于此進(jìn)行第二次PCA處理,生成PC-2圖像。結(jié)合掩模算法和簡(jiǎn)單圖像處理技術(shù),成功識(shí)別出農(nóng)藥殘留區(qū)域。

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結(jié)論


1. 高光譜成像技術(shù)能夠有效識(shí)別各個(gè)時(shí)間段較高濃度的農(nóng)藥殘留。

   

2. 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA處理,篩選出8個(gè)特征波長(zhǎng)(930, 980, 1100, 1210, 1300, 1400, 1620和1680 nm),簡(jiǎn)化了模型,減少了計(jì)算量。


3. 未來研究應(yīng)增加樣品數(shù)量以驗(yàn)證結(jié)論的可靠性,并基于篩選的特征波長(zhǎng)進(jìn)一步開發(fā)在線農(nóng)藥殘留檢測(cè)方案。


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