高光谱最优波长选择及Fisher判别分析法判别玉米颗粒表面黄曲霉毒素

黄曲霉毒素是广泛存在于玉米中且具有剧毒的一种代谢产物，以美国农业部农业研究署（USDA-ARS） Toxicology and Mycotoxin Research Unit提供的2010年先锋玉米为研究对象，验证了高光谱成像技术对玉米中黄曲霉毒素检测的可行性。以甲醇为溶剂制备四种不同浓度的黄曲霉毒素溶液，并将其逐一滴在等量的4组共120粒玉米颗粒表面，以未处理的30粒洁净玉米作为一组对照样本，将大小、形状相似的150个样品随机分为训练集103个，验证集47个；对获取的400～1000 nm波段范围内的高光谱图像，先进行标准正态变量变换（standard normal variate transformation ，SNV）预处理，然后引入基于 Fisher判别最小误判率的方法选择最优波长，并以所选波长作为Fisher判别分析法的输入建立判别模型，对玉米颗粒表面不同浓度的黄曲霉毒素进行识别，最后对模型判别正确率进行了验证。结果表明，选取四个最优波长（812.42，873.00，900.36和965.00 nm ）时Fisher判别分析模型对训练集与验证集的准确率分别为87.4％和80.9％。该方法为含黄曲霉毒素玉米颗粒便携式检测仪器的开发，以及对田间霉变玉米自然代谢产生毒素的检测奠定了技术基础。