太赫兹技术及其在农产品检测中的应用

　　太赫兹时域光谱及光谱成像技术以其独特的光谱分辨力、穿透性以及低辐射性，成为农产品检测领域一项极具应用潜力和应用前景的前沿分析技术。本书简要介绍了太赫兹时域光谱及光谱成像技术的发展、分析方法以及农产品检测领域应用现状，结合课题组承担的相关研究课题，详细介绍太赫兹时域光谱及光谱成像技术在玉米种子品种、活力判别，花生品种、霉变检测及空果无损识别，食用油品质定性及定量分析等领域的应用研究和可行性探索。 本书可供从事农业、食品品质检测领域的光谱分析技术研究的科技工作者、分析测试工作者，以及相关专业大专院校学生阅读参考。

　　吴静珠，中国农业大学 农业电气化与自动化，副教授，1997-2006年本、硕、博就读于中国农业大学信息与电气工程学院，获农业电气化与自动化博士学位。2006年至今任教于计算机与信息工程学院电子信息系。2013年受北京市教委资助于美国华盛顿大学工学院做访问学者；2019年受国家留基委资助于美国杜克大学电气计算与工程系做访问学者。 主要研究领域为分子光谱（近红外/拉曼/太赫兹）及光谱成像技术在农产品品质快速检测中的应用研究，便携式光谱仪研制，基于机器学习的化学计量学方法研究等。主持国家自然科学基金青年项目“玉米种子活力太赫兹时域光谱成像快速无损检测关键技术研究”（项目编号：61807001）、国家重点研发计划子课题“作物单粒种子含水率及成熟度检测方法研究” （项目编号：2018YFD0101004），北京市自然科学基金面上项目、土壤植物机器系统技术国家重点实验室开放课题等；参与国家自然科学基金面上项目北京市自然科学基金面上项目“基于太赫兹技术的油料作物品质无损快速识别与分类方法研究” （项目编号：4182017）、北京市教委重点项目以及北京市自然基金项目等。目前学术兼职：中国仪器仪表学会近红外光谱分会理事、中国仪器仪表学会食品质量安全检测仪器与技术应用分会理事。 发表期刊论文30余篇，其中SCI/EI检索15篇；出版学术专著4部；授权国家发明专利2件，国家实用新型专利2件，软著登记6件。获中国草业科技奖三等奖1项。

第1章绪论/11.1太赫兹技术概述/21.1.1太赫兹技术发展简介/21.1.2太赫兹辐射特性及技术简介/51.1.3太赫兹时域光谱技术发展概述/81.1.4太赫兹时域光谱成像技术发展概述/111.2太赫兹时域光谱及成像技术分析方法/131.2.1太赫兹时域光谱光学参数提取/131.2.2太赫兹时域光谱参数成像重构方法/141.2.3常规化学计量学分析方法概述/161.3太赫兹时域光谱及成像技术在农产品检测领域的研究现状/411.3.1种子品质检测/411.3.2作物品质检测/441.3.3食用油品质检测/461.3.4农残检测/471.4本书主要内容概述/48参考文献/49第2章基于太赫兹时域光谱的玉米种子品质检测/572.1基于ATR-THz时域光谱的玉米种子品种鉴别/582.1.1样本制备/582.1.2光谱采集/592.1.3LVQ神经网络简介/632.1.4结果与讨论/662.2基于ATR-THz时域光谱的玉米种子活力特征波段解析/672.2.1样本制备/682.2.2光谱采集/732.2.3移动窗口相关系数法/752.2.4结果与讨论/762.3小结/81参考文献/81第3章基于太赫兹时域反射成像的玉米种子品质检测方法研究/853.1实验设计/863.1.1样本制备/863.1.2太赫兹反射成像实验/873.2太赫兹反射光谱图像预处理/883.2.1太赫兹反射光谱成像参数计算/893.2.2太赫兹反射光谱图像消噪/893.2.3太赫兹反射光谱图像重构/903.2.4太赫兹反射光谱图像目标提取/963.3基于SVM的玉米种子老化程度预测分析/983.4基于SVM的玉米种子活力等级判别分析/993.5小结/101参考文献/102第4章基于太赫兹时域光谱的花生品质鉴别方法研究/1054.1基于ATR-THz时域光谱的花生品种鉴别方法研究/1064.1.1样本制备/1074.1.2光谱采集/1074.1.3光谱预处理/1084.1.4距离匹配法/1104.1.5结果与讨论/1104.2基于ATR-THz时域光谱的花生霉变程度判别/1124.2.1样本制备/1124.2.2光谱采集/1134.2.3光谱预处理/1144.2.4结果与讨论/1154.3小结/117参考文献/117第5章基于太赫兹时域反射成像的花生空果无损检测方法研究/1195.1样本制备/1205.2太赫兹反射光谱图像采集/1205.3太赫兹反射光谱图像处理/1245.3.1图像重构/1245.3.2图像增强/1255.4小结/127参考文献/127第6章基于太赫兹时域光谱的食用油品质定性分析方法研究/1296.1不同储存温度下的食用油快速判别/1306.1.1样本制备/1316.1.2光谱采集/1316.1.3基于PSO-SVM的食用油储存条件判别/1336.1.4基于DM的食用油储存条件判别/1356.1.5结果与讨论/1366.2基于ATR-THz时域光谱的食用油氧化程度判别/1376.2.1样本制备/1386.2.2光谱采集/1396.2.3基于PCA的食用油氧化程度判别/1416.2.4基于EDM聚类的食用油氧化程度判别/1456.2.5基于LDA的食用油氧化程度判别/1466.3小结/148参考文献/149第7章基于太赫兹时域光谱的食用油品质定量分析方法研究/1537.1样本制备/1547.2光谱采集/1547.3基于折射率的食用油过氧化值定量模型建立/1567.3.1PCR定量回归模型建立/1567.3.2PLS定量回归模型建立/1577.4基于吸收系数的食用油过氧化值定量模型建立/1587.4.1PCR定量回归模型建立/1587.4.2PLS定量回归模型建立/1587.5小结/159参考文献/160