基于高光谱成像技术的长枣表面农药残留无损检测

利用近红外高光谱成像技术对灵武长枣的表面农药残留进行无损检测研究。采用Kubelka-Munk校正和SavitzkyGolay卷积平滑对900~1 700nm波段范围内的原始光谱进行预处理,选取最优的预处理方法;运用偏最小二乘回归系数选择特征波长,建立全波段和特征波长下的偏最小二乘农药残留预测模型。结果表明,经过Kubelka-Munk+Savitzky-Golay卷积平滑处理后的光谱建模效果最好,且利用特征波长建立的长枣表面农药残留校正和验证模型的相关系数和均方根误差分别为0.86,0.85和0.000 32,0.000 33,优于全波段建立的模型。研究表明,采用高光谱成像技术对灵武长枣表面农药残留的无损检测是可行的。     

近红外光谱技术在食用油种类鉴别及定量分析中的应用

用近红外光谱技术与聚类分析方法相结合,建立了一种可用于鉴别食用油种类的快速鉴定模型。实验根据30个食用油的近红外光谱,建立了芝麻油-大豆油-花生油-玉米油定性识别的模型,模型的识别率和预测率可达到100%。根据40个芝麻油样品的近红外光谱建立芝麻油的酸价预测模型,且模型指标较好。可见近红外光谱技术在食用油快速检测方面有较好的应用前景。     

可见-近红外高光谱成像技术对灵武长枣VC含量的无损检测方法

为探究基于高光谱成像技术预测灵武长枣VC含量的可行性并寻找最佳预测模型。采集100?个长枣样本在波长400～1?000?nm处的高光谱图像,对光谱数据进行预处理;应用遗传算法（genetic algorithm,GA）、连续投影算法（successive projection algorithm,SPA）和竞争性正自适应加权（competitive adaptive reweighted sampling,CARS）算法对原始光谱数据提取特征波长;分别建立基于全光谱和特征波长的偏最小二乘（partial least squares regression,PLS）和最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LSSVM）VC含量预测模型。结果表明,采用标准正态变换预处理算法效果最优,其PLS模型的交叉验证相关系数为0.839?5,交叉验证均方根误差为16.248?2;利用GA、SPA和CARS从全光谱的125?个波长中分别选取出12、5?个和26?个特征波长;基于CARS建立的PLS模型效果最优,其Rc、Rp、校正均方根误差、预测均方根误差分别为0.896?2、0.889?2、10.746?2%、12.145?3%。研究结果表明基于高光谱成像技术对灵武长枣VC含量的无损检测是可行的。     

基于高光谱图像技术的长枣糖度无损检测

基于高光谱图像技术对长枣含糖量进行无损检测。由长枣高光谱图像获取反射光谱进行多元散射校正处理,再采用主成分分析获得主成分数据作为BP神经网络的输入变量,建立长枣糖度预测模型。结果表明,采用BP神经网络预测长枣糖度模型优于PLS,模型的相关系数和均方根误差分别为0.927 4和1.712 5。利用高光谱图像技术对长枣糖度的无损检测是可行的。     

基于近红外光谱技术的大米品质分析与种类鉴别

应用近红外光谱(NIRS)技术建立了大米食味品质分析与种类快速鉴别的方法。提取了102份粉碎后大米样品的近红外光谱,采用偏最小二乘法(PLS)建立了大米水分、蛋白质和直链淀粉定量分析模型,对模型预测结果的准确性进行了评价。预测模型的内部交叉验证决定系数(R2)分别为:0.992、0.9792和0.9736;内部交叉验证标准差(RMSECV)分别为:0.141、0.201和0.209;模型外部验证决定系数(R2)分别为0.9861、0.912和0.9373;外部验证标准差(RMSEP)分别为0.179、0.206和0.243。通过计算样品的近红外光谱图之间的欧氏距离来反映不同样品间的差异,对不同属性和不同产地的大米进行了定性聚类分析,种类识别准确率达到100%。结果表明,NIRS分析技术可以用于对大米品质和种类的快速无损检测。      

基于近红外光谱技术的大米品质分析与种类鉴别

应用近红外光谱(NIRS)技术建立了大米食味品质分析与种类快速鉴别的方法。提取了102份粉碎后大米样品的近红外光谱,采用偏最小二乘法(PLS)建立了大米水分、蛋白质和直链淀粉定量分析模型,对模型预测结果的准确性进行了评价。预测模型的内部交叉验证决定系数(R2)分别为:0.992、0.9792和0.9736;内部交叉验证标准差(RMSECV)分别为:0.141、0.201和0.209;模型外部验证决定系数(R2)分别为0.9861、0.912和0.9373;外部验证标准差(RMSEP)分别为0.179、0.206和0.243。通过计算样品的近红外光谱图之间的欧氏距离来反映不同样品间的差异,对不同属性和不同产地的大米进行了定性聚类分析,种类识别准确率达到100%。结果表明,NIRS分析技术可以用于对大米品质和种类的快速无损检测。     

利用近红外光谱鉴别纸浆种类

南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室刘雪云等人研究了近红外光谱分析与SIMCA模式识别技术相结合鉴别纸浆种类的方法。该方法收集了桉木浆、麦草浆（漂白与未漂白）、棉浆、湿地松浆等4种纸浆共90个样品,抄成不同定量纸样并采集其近红外光谱,其中部分桉木浆添加化学助剂。     

近红外光谱技术在肉类定性鉴别中的研究进展

近红外光谱技术作为新型的快速绿色检测技术,在肉类工业中得到了广泛的应用。本文综述了近红外光谱技术在肉类定性鉴别中的研究进展,主要包括在肉的等级鉴别、品种鉴别、物种鉴别以及产地溯源、饲喂方式中的鉴别研究。肉的等级一般人工分为RFN、PFN、PSE、RSE四类,近红外光谱对肉的等级鉴别正确率在80%以上;对于同一物种不同品种肉的研究主要是在猪肉、牛肉上,主要通过多元定量校正方法或判别分析法来鉴别同一物种不同品种、不同年龄阶段的肉,且鉴别正确率大于95%;在不同物种之间的鉴别主要应用于鉴别猪肉、羊肉、牛肉、鸡肉等不同物种以及掺假肉,鉴别正确率在90%以上;在产地溯源、不同饲喂方式之间的鉴别,能够正确鉴别牧草和浓缩料饲喂的羔羊、母羊和人工饲喂的羔羊、不同地区的牛肉以及羊肉的产地溯源等,鉴别正确率大于83%。综上所述,近红外光谱在肉类定性鉴别中可行。     

基于SIMCA模型的纸浆种类近红外光谱鉴别

研究了近红外光谱分析与SIMCA模式识别技术相结合鉴别纸浆种类的方法。收集了桉木浆、麦草浆(漂白与未漂白)、棉浆、湿地松浆等4种纸浆共90个样品,抄成不同定量纸样并采集其近红外光谱,其中部分桉木浆添加化学助剂。选择60个样品作为训练集建立SIMCA类模型,剩余30个样品用于模型检验。研究结果表明,建立的模型能完全正确识别各类纸浆,且不受抄纸定量和添加化学助剂因素的影响,为快速无损鉴别纸浆种类提供了一种准确可靠的方法。     

基于可见/近红外高光谱成像技术的牛肉品种鉴别

利用可见/近红外高光谱成像技术实现荷斯坦奶牛、秦川牛、西门塔尔牛三个品种牛肉的快速无损鉴别。首先,对原始光谱进行预处理并对样本集进行划分;应用竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)和无信息变量消除算法(UVE)对预处理后的光谱数据提取特征波长;结合偏最小二乘判别模型(PLS-DA)、K最近邻(KNN)模型及支持向量机(SVM)模型进行全波段及特征波段鉴别分析。结果表明,一阶导数(FD)法为最优预处理方法,利用光谱-理化值共生距离法(SPXY)法划分后的样本模型预测性能最好;利用CARS、SPA和UVE分别选出24、17和19个特征波长;基于CARS法提取的特征波长所建的RBF-SVM模型的校正集与预测集正确率分别为100%、98.82%。由此可见,基于高光谱成像技术能够获得较好的牛肉品种鉴别效果。该研究可为牛肉品种的快速无损鉴别提供参考。     

基于可见-近红外光谱预测灵武长枣脆度及模型优化

利用可见-近红外光谱对在4℃下冷藏24 h的灵武长枣脆度进行检测,并建立了最优模型。通过400~1 000 nm高光谱成像系统采集了112个长枣图像,对原始光谱与经SNV,MSC、S-G、1ST、2ND、SNV+1ST、MSC+1ST、SNV+2ND、MSC+2ND、SNV+S-G、MSC+S-G预处理后光谱的偏最小二乘回归(PLSR)模型进行了对比分析;采用主成分分析法(PCA)、连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权法(CARS)提取特征波长,分别建立偏最小二乘回归(PLSR)和主成分回归(PCR)模型;将经预处理后的简化PLSR模型与全波段PLSR模型进行了对比分析。结果表明,采用标准归一化法(SNV)预处理后的PLSR模型优于原光谱及其他预处理方法;提取特征波长后建立的CARS-PLSR模型优于CARS-PCR模型和全波段PLSR模型,其相关系数(RP)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.919、1.121。这表明,基于可见-近红外光谱检测冷藏灵武长枣脆度是可行的,SNVCARS-PLSR模型最佳。     

基于高光谱成像技术的灵武长枣常见缺陷检测

以灵武长枣为研究对象,利用高光谱成像技术结合主成分分析法(principal component analysis,PCA)和最小噪声分离法(minimum noise fraction,MNF)对长枣缺陷进行快速检测与识别,主要探讨样本背景对缺陷识别的影响。首先,采集虫眼、裂痕、正常枣的高光谱图像,利用PCA法和MNF法分别对其降维去噪,选择虫眼与正常枣的PC1和M1图像、裂痕枣的PC2和M2图像进行缺陷识别,经PCA分析后的缺陷识别率均为100%,MNF处理后的识别率分别为69.2%,56.8%,100%;随后对其高光谱图像进行掩模去背景,再对其降维去噪后检测识别,PCA后的识别率均为100%,MNF后的识别率分别为73.1%,65.9%,100%。结果表明:利用高光谱成像技术结合两种降维去噪法对长枣常见缺陷的识别是可行的,背景干扰对于PCA法的缺陷识别不影响,其识别效果优于MNF法,且去背景后的MNF法缺陷识别率较未去背景的有所提高,为后续长枣缺陷的在线检测提供理论依据。     

二维相关近红外光谱快速鉴别食用植物油种类

由于食用植物油中各种脂肪酸的组成基本相同或相近,仅存在含量分布的差异,因此食用植物油的一维近红外光谱图的峰位、峰形、峰强没有明显区别.利用傅里叶变换近红外光谱( FT - NIR)结合二维相关分析技术,分析鉴别了几种不同种类的食用植物油.对花生油、大豆油、菜籽油、芝麻油、油茶籽油和橄榄油,在温度挠动(50～160℃)状...     

近红外光谱技术鉴别地理标志产品黄骅冬枣

采用近红外光谱技术结合合格性测试、主成分分析聚类方法,建立了快速鉴别地理标志产品黄骅冬枣的模型。收集产地不同的冬枣,使用聚焦不旋转固体漫反射方法,设定分辨率16cm-1,扫描范围4000¹2000cm-1,采集样品近红外光谱。每个产地随机选取45个枣果,其中30个用来建立模型,余下的15个用于预测。通过对预处理方法和光谱波段的选择,两种方法使用的光谱范围均为4952.7⁵693.2cm-1和6611.3⁷537cm-1。原始光谱经矢量归一化预处理后进行合格性测试分析,建立黄骅冬枣的鉴别模型,预测准确率93.3%;经一阶导数+矢量归一化,17点移动式平均平滑预处理后,采用主成分分析（PCA）法对光谱进行聚类,预测准确率93.3%。两种方法均可作为快速无损地鉴别真伪黄骅冬枣的技术依据。      

近红外光谱技术定性鉴别蜂蜜品种及真伪的研究

提出了蜂蜜品种及真伪定性鉴别的新方法。在12000～4000cm-1范采集荆条蜜、槐花蜜、油菜蜜和掺假蜜的近红外光谱,结合一阶导、多元散射校正及变量标准化)三种方法对光谱进行预处理,以主成分分析结合马氏距离判别法,在不同谱区建立蜂蜜品种及真伪定性鉴别模型。研究发现6100～5700cm-1谱区为最佳建模波段,品种判别正确率达90%以上,真伪鉴别正确率为93.10%。     

基于可见/近红外高光谱成像技术的番茄表面农药残留无损检测

以番茄为研究对象,应用可见/近红外高光谱成像技术对水果表面农药残留的无损检测研究。用蒸馏水将嘧霉胺农药稀释成1∶20,1∶100,1∶500 3个梯度,将不同浓度的溶液分别滴到60个洗净的番茄表面,形成3×3矩阵。放置在通风阴凉处12h后,应用高光谱系统(400~1 000nm)采集光谱图像信息。利用主成分分析法获得主成分图像(PC),并根据第二主成分图像(PC-2)的权重系数选取特征波长564,809,967nm。采用波段比(564nm/809nm)结合适当的图像处理方法对番茄表面的农药残留进行检测。高浓度(1∶20,1∶100)农药点检测率为100%,而低浓度(1∶500)农药点的检测率为0。结果表明,高光谱成像技术对高浓度农药残留具有较好的检测效果。     

灵武长枣蔗糖含量的高光谱无损检测

利用高效液相色谱法检测蔗糖含量,同时运用高光谱成像技术结合化学计量方法建立蔗糖预测模型;通过竞争性自适应加权（competitive adaptive reweighted sampling,CARS）算法、连续投影算法（successive projection algorithm,SPA）和无信息消除变量（uninformative variable elimination,UVE）降维处理,建立特征波段和全波段的主成分回归（principal component regression,PCR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）和多元线性回归（multivariable linear regression,MLR）模型。结果表明,采用蒙特卡洛方法剔除异常样本后,相关系数由0.611增大到0.846;正交信号校正法预处理效果最佳,RC和RP分别为0.853和0.794;利用SPA、UVE、CARS、CARS＋SPA和CARS＋UVE五种方法提取了5、21、17、10、18 个特征变量,其中CARS-PCR模型最好,校正集、预测集的相关系数为0.861、0.843,校正集、预测集的均方根误差为0.013 mg/g和0.014 mg/g。综上,高光谱成像技术可以实现长枣蔗糖含量的预测,为更深一步探讨枣的内部品质提供参考。     

近红外光谱技术在果蔬农药残留检测中的应用研究进展

近红外光谱技术是一种具有无损、快速、低成本等诸多特点的新型分析检测技术,可以方便地实现对农产品尤其是水果、蔬菜中农药残留的定性和定量监控。近红外光谱技术所具有的无损检测这一突出优势,使其在农产品安全领域有着广阔的应用前景。本文概述了近红外光谱技术的基本原理、应用特点、目前近红外光谱技术常用的样品前处理技术-预浓缩技术和定量校正模型,并对近红外光谱技术在果蔬农药残留检测领域的应用情况进行综述。随着近红外光谱技术的不断革新、相关前处理技术的不断发展和完善,未来近红外光谱技术在果蔬农药残留检测中会向着更加灵敏、更加准确、更加自动化、更加现场化等方向发展。