[发明专利]一种基于高光谱成像的小麦面粉微量元素快速检测方法

权利要求书

1.一种检测小麦面粉微量元素含量的方法，包括如下步骤：

1)收集小麦面粉样本；

2)构建高光谱成像系统，利用高光谱成像系统采集小麦面粉的高光谱图像；

3)获取小麦面粉光谱反射率

对步骤2)获得的样本原始高光谱图像进行校正，将原始光谱辐射率图像转换为光谱反射率图像，然后从光谱反射率图像中提取样本的平均光谱反射率数据；

4)测定小麦面粉各微量元素的含量；

5)使用偏最小二乘回归PLSR方法建立反映平均光谱反射率数据与小麦面粉各微量元素的含量之间关系的模型；

(1)筛选和删除微量元素含量数据集和高光谱数据的异常值；

(2)建立模型；

6)利用高光谱成像系统采集待测小麦面粉的高光谱图像，提取小麦面粉光谱反射率，将小麦面粉光谱反射率输入建立好的模型中，预测出待测小麦面粉中各微量元素的含量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述小麦面粉样本为来自不同年份、不同品种的小麦面粉样本。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述高光谱成像的光谱范围为350-1050nm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)中，根据高光谱成像仪用户手册对步骤2)获取的样本原始高光谱图像进行校正。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，采用化学方法测定小麦面粉各微量元素的含量；

具体为，所述方法包括：采用化学方法高温消煮制备待测液；使用电感耦合等离子体原子发射光谱法分析待测液中的各微量元素的含量。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述微量元素包括：硼、钙、铜、铁、镁、锰、钼、锌。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤5)(1)中，使用Tukey方法筛选和删除微量元素数据中的异常值，使用基于蒙特卡罗交叉验证的方法检筛选和删除光谱反射率异常值；

步骤5)(2)中，随机选取80％的数据组成训练数据集用于建立模型，剩余20％的数据组成测试数据集用于验证模型；其中，所述数据均为步骤5)(1)中获得的经过异常值筛选的微量元素数据和光谱反射率数据。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：步骤5)还进一步包括(3)：在R开源软件环境下，利用PLSR建模方法结合“pls”软件包对小麦面粉微量元素进行预测，使用预测值和真实值线性回归的决定系数R²和均方根误差RMSE来评价模型的准确度和精度。

9.高光谱成像技术在小麦面粉微量元素检测中的应用。