農(nóng)產(chǎn)品的安全與我們的飲食安全和健康息息相關(guān)，因此其安全性的檢測(cè)一直是國(guó)內(nèi)外專家的關(guān)注重點(diǎn)。高光譜成像技術(shù)的不斷成熟，為農(nóng)產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)提供了新的技術(shù)和手段。本文簡(jiǎn)單介紹了高光譜成像技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用。

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高光譜成像技術(shù)綜述

1.?高光譜成像技術(shù)的發(fā)展

高光譜成像技術(shù)是產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代一項(xiàng)融合了多方面技術(shù)的掃描技術(shù)，在光學(xué)，光電子學(xué)，以及計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)上都有涉及，是傳統(tǒng)二維成像與光譜技術(shù)的完美結(jié)合體。該技術(shù)最初用于航天領(lǐng)域，用于衛(wèi)星圖片的拍攝與遙感系統(tǒng)的構(gòu)建。在后續(xù)的發(fā)展中，近紅外高光譜成像技術(shù)逐漸運(yùn)用在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與農(nóng)業(yè)氣象方面。

2.?高光譜成像技術(shù)的工作原理

高光譜成像本身包含二維和三維的光學(xué)圖像，其中二維的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與三維的波長(zhǎng)信息共同構(gòu)成了最終影像，其主要的成像方式包括：濾波片式與堆掃式。前者主要通過(guò)攝像頭與可更換濾波片組成，后者主要通過(guò)攝像頭和光譜儀的配合。在工作效方面，后者能采集更多的高光譜圖像數(shù)據(jù)，并能保持較高的精密度，便于尋找特征波長(zhǎng)。

3.?高光譜成像技術(shù)的特點(diǎn)

高光譜成像技術(shù)主要具備以下特點(diǎn)：高分辨率的光譜圖像、寬廣的波長(zhǎng)覆蓋范圍、圖像光譜一體的全方位展示效果、對(duì)樣本數(shù)據(jù)數(shù)量的需求較多。

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高光譜成像技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用

自從高光譜技術(shù)在我國(guó)廣泛使用以來(lái)，取得豐碩的成果，不僅可以得到農(nóng)產(chǎn)品的外部特征，也可以為產(chǎn)品的內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行分析與檢測(cè)。其中最大的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)，因此具有很大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。但是因?yàn)槲覈?guó)的高光譜檢測(cè)技術(shù)還處于起步階段，大多是集中于實(shí)驗(yàn)室研究的探索階段，存在很多的劣勢(shì)和不足，需要進(jìn)一步的改善。

1.?農(nóng)藥殘留檢測(cè)研究問(wèn)題及改進(jìn)措施

農(nóng)藥的使用對(duì)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量方面有很大的幫助，但是由此也產(chǎn)生了環(huán)境污染的問(wèn)題，因此對(duì)農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥的殘留檢測(cè)已經(jīng)受到各國(guó)政府和環(huán)保組織的關(guān)注。在我國(guó)運(yùn)用過(guò)很多的農(nóng)藥檢測(cè)方法，比如色譜法，但是這種方法不僅檢測(cè)方法復(fù)雜而且效果不佳，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品樣品的損害性大。但是高光譜成像技術(shù)利用有機(jī)分子在光照下活躍的性質(zhì)和程度，精確地檢測(cè)出農(nóng)藥的殘留，比如 Christian Nansen 玉米葉螨蟲殘留量、Jing Li 檢測(cè)橙子表面的為農(nóng)藥殘留等諸多檢測(cè)用途。

對(duì)農(nóng)藥的殘留方面，只能做定性的檢測(cè)分析，但是對(duì)于農(nóng)藥的定量分析的研究還有待加強(qiáng)。因此在使用高光譜農(nóng)藥11:06監(jiān)測(cè)分析的大體趨勢(shì)之下，選用適合的帶有某些特征的波長(zhǎng)，提高光譜裝置精度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的快速無(wú)損檢測(cè)。

2.?高光譜成像技術(shù)數(shù)據(jù)量問(wèn)題

高光譜成像技術(shù)是將多信息融合的技術(shù)，由此獲得的數(shù)據(jù)量大、相關(guān)性高，這樣一來(lái)就會(huì)導(dǎo)致信息處理的效率相對(duì)低下。相對(duì)應(yīng)的解決措施就是尋找一種快速有效的降維方法，以此提高準(zhǔn)確率。目前為止我國(guó)研究員使用的降維方法主要有4種，PCA、ICA、連續(xù)投影和 GA 等，這幾種方法主要特點(diǎn)在于快速，不但可以將高維數(shù)據(jù)將至低維，還可以保留數(shù)據(jù)的主要特征。

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