基于高光谱成像技术鉴别大米品种

王靖会, 程娇娇, 刘洋, 常佳乐, 王朝辉

(1.吉林农业大学信息技术学院， 长春 130118； 2.吉林农业大学食品科学与工程学院， 长春 130118)

大米是生活中必不可少的主食之一，不同品种大米除外观存在一定差异，其内部的淀粉、蛋白质、脂肪酸等含量也不同，故而品质及价格差别很大，导致市场上利用形似优质米的普通米冒充或掺杂优质米现象频发，造成了巨大的经济损失，同时给大米的国际贸易、地理标志产品保护以及消费者权益保护带来阻碍。2019年出台的《关于深入实施优质粮食工程的意见》指导文件中提出“要促进农民增收、企业增效、消费者得实惠”[1]，更确定了大米品种鉴别的重要性。

目前，常用大米品种鉴别方法有电泳法、分子标记法、拉曼光谱技术、人工嗅觉技术、近红外光谱技术等，其中人工嗅觉技术误差较大，电泳法、分子标记法、拉曼光谱技术和近红外光谱技术存在样品准备工作繁琐、耗时长、不能无损检测等缺陷。高光谱成像技术具有“图谱合一”的特点，能够同时获得样本的图像和光谱信息。图像信息可以反映样本的大小、形状等外部特征，光谱信息可以充分表达样本内部的物理结构和化学组分，其将光谱信息和图像信息融合使用，更能表达品种的特征，这决定了高光谱成像技术在农产品检测领域中的优势地位[2-8]。但高光谱图像属于高维非线性数据，存在数据量大、噪声、冗余及多重共线性等问题，另外，大米品种鉴别的样本来源大都是地域分散、外观差异大的品种，而现在市场上通常为外观相似的品种掺伪，增加了鉴别难度[9-12]。……