摘要:
針對大白菜農(nóng)藥殘留傳統(tǒng)化學檢測手段存在前期處理過程繁瑣、檢測周期長等不足,提出了一種快速無損識別大白菜農(nóng)藥殘留種類的方法。以1組無農(nóng)藥殘留和4組含有均勻噴灑農(nóng)藥(毒死蜱、樂果、滅多威和氯氰菊酯)的大白菜樣本為研究對象(藥液濃度配比分別為0.10,1.00,0.20和2.00 mg·kg^(-1)),經(jīng)12小時自然吸收后,利用高光譜成像系統(tǒng)獲取400~1000 nm高光譜圖像,并選取ROI感興趣區(qū)域后經(jīng)多元散射校正(MSC)預處理;分別采用競爭性自適應重加權(quán)算法(CARS)、主成分分析算法(PCA)和離散小波變換(DWT)降維(分別基于db1,sym2,coif1,bior2.2和rbio1.5小波基函數(shù));最后,將降維后的高光譜數(shù)據(jù)分別輸入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、多層感知機(MLP)、K最鄰近算法(KNN)和支持向量機(SVM)建立模型并比較。結(jié)果顯示,CNN,MLP,KNN和SVM算法均在降維算法DWT(小波基函數(shù)及變換層數(shù)分別為coif1-2,coif1-4,bior2.2-2和sym2-2)取得最優(yōu)總體精度分別為91.20%,83.20%,66.40%和90.40%,Kappa系數(shù)分別為0.89,0.79,0.58和0.88,預測集用時分別為86.01,63.23,20.02和14.03 ms,總體精度和Kappa指標均優(yōu)于基于CARS和PCA降維算法建模結(jié)果。可見,高光譜與離散小波變換和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相融合顯著提高分類識別精度,改善“休斯”現(xiàn)象,為實現(xiàn)無損和快速檢測識別大白菜農(nóng)殘?zhí)峁┮粋€新的方法。