基于高光谱成像技术的双孢蘑菇病害早期诊断

摘要

【目的】有害疣孢霉菌(Mycogone perniciosa)引起的双孢蘑菇疣孢霉病,是破坏性极强的真菌类病害,本研究拟基于高光谱成像技术,建立双孢蘑菇疣孢霉病早期快速检测方法。【方法】对200个健康双孢蘑菇样本与200个染病双孢蘑菇样本采集全波段(401~1046 nm)可见/近红外高光谱图像信息,利用Savitzky-Golay卷积一阶求导、Savitzky-Golay卷积平滑(SG平滑)、多元散射校正(MSC)分别对360个波段(全波段)的高光谱图像信息进行预处理后,对比随机森林(Random forest,RF)、支持向量机(Support vector machine,SVM)和极限学习机(Extreme learning machine,ELM)3种模型对健康和染病双孢蘑菇鉴别准确度进行分析。【结果】3种鉴别模型的结果接近,其中,MSC-SVM模型检测效果最优,将原始测试集和预测集总体样本鉴别准确度分别由85.02%和87.38%提升至92.21%和91.04%。【结论】本研究建立的MSC-SVM模型可以有效提高基于全波段的双孢蘑菇疣孢霉病早期的鉴别准确度,同时,为进一步开发双孢蘑菇病害早期的快速无损鉴别设备提供了理论依据和方法。