无损检测脐橙表面农药残留：高光谱成像技术应用

材料与方法

 实验设计

本研究采用广州某批发市场购买的赣南脐橙。将38%恶霜密铜菌酯农药稀释成不同浓度（1:20, 1:100, 1:1000），分别施加于洗净的脐橙表面，并放置不同时间后进行高光谱成像。

高光谱成像系统

使用覆盖900～1700 nm波段的fs-15光谱仪，结合CCD相机和两个150W光纤卤素灯构成的近红外光源进行图像采集。通过线扫描方式和运动平台获取整个样品的高光谱成像数据。

结果与讨论

光谱数据分析

通过软件从脐橙图像中选取感兴趣区域（ROI），提取并计算平均光谱数据。正常果和处理果的平均光谱曲线对比显示，处理果在1000 nm波段有明显吸收峰。

图像识别与分析

利用PCA处理原始数据，获得8个特征波长，并基于此进行第二次PCA处理，生成PC-2图像。结合掩模算法和简单图像处理技术，成功识别出农药残留区域。

结论

1. 高光谱成像技术能够有效识别各个时间段较高浓度的农药残留。

2. 对原始数据进行PCA处理，筛选出8个特征波长（930, 980, 1100, 1210, 1300, 1400, 1620和1680 nm），简化了模型，减少了计算量。

3. 未来研究应增加样品数量以验证结论的可靠性，并基于筛选的特征波长进一步开发在线农药残留检测方案。