关键词:
高光谱技术
西兰花
农药残留识别
卷积神经网络
摘要:
农产品农药残留检测是保证农产品食用安全的重要环节,而传统检测方法步骤繁琐、成本高昂。本文利用高光谱技术结合机器学习算法和深度学习算法,以西兰花农药残留检测为样本,提供了一种简便快速、成本低、无损的西兰花农药残留检测方法。研究通过采集喷洒了不同种类农药和清水的西兰花样本400~1000 nm高光谱图像,经过多元散射校正(MSC)、Savitzky-Golay卷积平滑(SG平滑)两种数据预处理方法,和主成分分析法(PCA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)三种数据降维后,建立支持向量机(SVM)识别模型进行农药残留判别。得到SVM-SG-SPA组合判别效果最好,其对高效氯氰菊酯、毒死蜱、吡虫啉和清水的识别精度分别达到92.86%、94.29%、91.43%和92.86%。用原始光谱数据建立一维卷积神经网络(1D-CNN)模型,其对高效氯氰菊酯、毒死蜱、吡虫啉和清水的识别精度达到94.29%、95.71%、94.29%和97.14%,识别精度均高于SVM模型。结果表明,高光谱成像技术结合一维卷积神经网络的深度学习算法,不仅简化了对西兰花农药残留的识别过程,还提升了识别效率和识别精度。