显微多模态融合光谱检测系统的制作方法

本发明涉及一种显微多模态融合光谱检测系统，属于光学检测技术领域。

背景技术：

光谱分析技术因具有速度快、效率高、成本低、重现性好、不破坏样品和无污染等优点，已广泛应用于食品、农业、医药和化工等多个领域。光谱分析技术已成为一种快速、无损的现代分析技术。利用物质的发射光谱、吸收光谱或散射光谱特征对物质进行定性或定量分析。分子光谱中，近红外光谱探测的是电偶极矩变化引起的振动，拉曼光谱探测的是分子极化引起的振动，而荧光光谱反映了具有长共轭结构的分子信息，可见不同模态下的光谱信息各具特色。

单一的检测手段往往不能全面地获取信息，只能描述其中的一个方面，这种侧重点不同带来的局限性必然影响到检测结果的精度和稳定性。为了提高检测精度、准确性、稳定性的要求，把多种技术手段进行综合考虑，把多种技术的检测信息进行分析、融合和平衡，同时引入非线性科学的新概念、新方法和新的数据分析处理技术应用到信息融合和识别模式的建立上。

国内外文献检索表明，在多传感器信息融合方面，公开号cn101551341“基于图像与光谱信息融合的肉品在线无损检测方法与装置”、cn101718682a“基于多信息融合的禽蛋新鲜度在线检测方法及装置、cn103278609a“一种基于多源感知信息融合的肉品新鲜度检测方法”、cn103472197a“一种食品智能化仿生评价中的跨感知信息交互感应融合方法”等发明专利，融合利用不同量纲、量级的传感器信息，但不同传感器信息获取位置很难保证一致，将直接影响检测的精度；公开号cn102818777a“一种基于光谱和颜色测量的水果成熟度评价方法”、cn103163083a“一种生鲜肉类多参数检测的双波段光谱融合方法及系统”等发明专利利用同一位置获取的同类信号，进行综合分析处理以提高检测精度。

信息融合技术使多种传感技术一体化，既发挥各自优势，又做到信息互补。在多个检测领域，特别是检测精度要求高和检测限比较低的情况下，多源传感信息融合技术展示了无与伦比的优势。但信息融合技术存在两方面的瓶颈问题，一是信息的同源获取，要求不同的传感器获取的是样本同一区域或位置的信息，保证信息获取的同源性，也是信息融合的数据基石；二是信息的互补性，要求不同传感信息分别反映待测对象相同领域的不同属性或特征，能实现信息间的相互补偿。如果能够实现近红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等多种模态分子光谱信息的精细化同源获取，在检测能力和精度方面必有质的飞跃。对此，本发明提供了一种显微多模态融合光谱检测系统。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种显微多模态融合光谱检测系统，解决多模态光谱信息精细化同源获取问题，实现不同分子光谱信息的同源匹配，进而选取不同模态下最有价值的光谱信息进行融合，建立精度高稳定性好的检测模型，提高检测的准确度和灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供一种显微多模态融合光谱检测系统，所述系统包括拉曼光谱模块、荧光光谱模块、近红外光谱模块、光学显微模块、光学调控模块、计算机和采集控制软件；采用多光路同轴化设计，通过光学调制模块，对各光谱模块中光源发出光进行光路调制和通道闭合，光经光学显微模块的主光路传输到待测点后以漫反射或透射传输回光学调制模块，依次传输到各光谱获取模块得到待测对象的光谱，实现在显微尺度下同区位获取待测对象的多种模态的光谱，保证多模态光谱信息获取的精细化和同源性。

所述拉曼光谱模块用于获取待测对象的显微拉曼光谱；所述拉曼光谱模块包括激光器、扩束器、准直镜一、激光线滤光片、反射镜一、二色镜一、聚焦镜一、光纤耦合器一和拉曼光谱仪；激光器发出的光经扩束器扩束后再通过准直镜一变为平行光束，经激光线滤光片滤出杂散光，经反射镜一将光反射到二色镜一，再经二色镜一和半反半透镜二反射，通过物镜传输到样本表面，样本漫反射光通过物镜到半反半透镜二后，一部分光透过传到相机，一部分光反射到二色镜一，经聚焦镜一进入光纤耦合器一，最后通过拉曼光谱仪获得显微拉曼光谱。

所述荧光光谱模块用于获取待测对象的显微荧光光谱；所述荧光光谱模块包括紫外灯、准直镜二、反射镜二、二色镜二、长波通滤光片、聚焦镜二、光纤耦合器二和荧光光谱仪；紫外灯发出的光经准直镜二变为平行光束，经反射镜二反射到二色镜二上，再经二色镜二和半反半透镜三反射，通过物镜传输到样本表面，样本漫反射光通过物镜到半反半透镜三后，一部分光透过传到相机，一部分光反射到二色镜二，经长波通滤光片消除激发光和杂散光，然后经聚焦镜二进入光纤耦合器二，最后通过荧光光谱仪获得显微荧光光谱。

所述近红外光谱模块用于获取待测对象的显微近红外光谱；所述近红外光谱模块包括卤钨灯、准直镜三、半反半透镜一、聚焦镜三、光纤耦合器三和近红外光谱仪；卤钨灯发出的光经准直镜三准直后传输到光学显微模块的主光轴中，经半反半透镜四后通过物镜传输到样本表面，样本漫反射光通过物镜、半反半透镜四，经半反半透镜五后，一部分光传入相机，用于采集图像，一部分经反射后通过半反半透镜一分成两路，一部分经聚焦镜三进入光纤耦合器三，最后通过近红外光谱仪获得显微近红外光谱；另一路经反射镜三传到目镜，采集光谱前通过目镜确定采样点。所述光学显微模块与拉曼光谱模块、荧光光谱模块、近红外光谱模块有机连接，通过光路传输和控制，用于获取待测对象显微尺度下的光谱信息；所述光学显微模块包括精密三维移动平台、光箱、物镜、半反半透镜二、半反半透镜三、半反半透镜四、半反半透镜五、聚焦镜四、相机、反射镜三和目镜；所述精密三维移动平台用于精密调节样本的待测区域和位置，置于光箱内；所述光箱用于屏蔽外界杂散光进入所述显微多模态融合光谱检测系统；所述相机用于采集样本图像；在样本采集位置调节时，通过目镜观察采集的样本区域的形态位置特征，确定最佳的光谱采集点。

光学显微模块中光学元器件物镜、半反半透镜二、半反半透镜三、半反半透镜四、半反半透镜五的中心线为主光轴；光谱获取模块（拉曼光谱模块、荧光光谱模块和近红外光谱模块）是发出主动光源和接受样本返回的光信号，光谱获取模块中的光要进入光学显微主光轴实现光传输。

所述光学调控模块，用于光路调制和光学器件控制；通过所述光学调控模块，对所述各光谱模块中发光源发出光进行光路调制和通道闭合，光传输到待测点后经漫反射或透射传输回光学显微模块的主光轴中，接着通过光学调控模块进行光路调制和通道闭合，分别传输到各光谱获取模块得到待测对象的显微光谱；所述光学调控模块按照采集控制软件中设定的参数，通过通讯线传递指令控制通过半反半透镜的光通道闭合，具体控制嵌入半反半透镜的快门执行通道闭合；光谱测量参数预设置通过软件自动进行光路调制和通道闭合，自动实现高质量的同源光谱信息获取。

所述计算机通过数据线连接拉曼光谱模块中的拉曼光谱仪、荧光光谱模块中的荧光光谱仪、近红外光谱模块中的近红外光谱仪，通过通讯线分别连接光学显微模块中的相机和光学调控模块。

所述采集控制软件安装于计算机中，用于系统参数设置、与所述前面5个模块信息交互、光谱数据采集显示与分析处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述激光器同时配备三个发射源的拉曼激发光源，波长分别为532nm、785nm和1064nm，覆盖了从可见光到近红外光谱，根据拉曼光谱参数设置自动切换激光波长。

作为本发明的一种优选技术方案，所述拉曼光谱仪采用高衍射效率的全息衍射光栅作为色散元件，经过透射镜组提高微光检测能力，采用超高灵敏度的背照式ccd/ingaas探测器阵列作为探测元件，从而能够高速、并行和连续的显微拉曼光谱测量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述紫外灯选用激发波长为365nm，配置400nm长波通滤光片，避免激发光和杂散光进入荧光光谱仪；优选地荧光光谱仪采用了低噪音的电子器件与18位a/d转换器，选用背照薄型ccd阵列，并进行半导体制冷，获得高的信噪比，提高荧光检测的灵敏度，使荧光检测的检出限更低，提高检测的范围和能力。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光学显微模块的主光轴中的半反半透镜（包括半反半透镜二、半反半透镜三、半反半透镜四、半反半透镜五）嵌入于光通道闭合基片上，通过控制器控制快门执行单元执行基片闭合；所述闭合基片共有两种状态，一是与光学显微模块的主光轴平行，同时与光谱获取模块主光轴垂直，即0位，这时光可以全部通过，二是与光学显微模块的主光轴平行和光谱获取模块主光轴呈45°，即1位，这时所述半反半透镜处于工作位。所述闭合基片是中间开孔的活动部件，用于装配所述半反半透镜，并与快门执行单元组合实现基片状态调整。所述的快门执行单元为机械快门、电子快门、组合偏振调制器件或空间光调制器件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光学调控模块通过以下步骤实现显微多模态光谱信息的获取：

s1.所述显微多模态融合光谱检测系统进行设备初始化，然后设置光谱采集参数，如光源模式、积分时间、光谱分辨率，从目镜观察调整精密三维移动平台至合适样本采集位置；

s2.采集拉曼光谱时，通过光学调控模块中的控制器自动控制半反半透镜二处于1位、半反半透镜三处于0位、半反半透镜四处于0位、半反半透镜五处于1位、半反半透镜一处于1位，半反半透镜三和半反半透镜四分别封闭荧光光谱模块和近红外光谱模块的光输出通道，避免杂光干扰和光传输过程的吸收衰减；

s3.采集荧光光谱时，通过光学调控模块中的控制器自动控制半反半透镜二处于0位、半反半透镜三处于1位、半反半透镜四处于0位、半反半透镜五处于1位、半反半透镜一处于1位，半反半透镜二和半反半透镜四分别封闭拉曼光谱模块和近红外光谱模块的光输出通道，避免杂光干扰和光传输过程的吸收衰减；

s4.采集近红外光谱时，通过光学调控模块中的控制器自动控制半反半透镜二处于0位、半反半透镜三处于0位、半反半透镜四处于1位、半反半透镜五处于1位、半反半透镜一处于0位，半反半透镜二和半反半透镜三分别封闭拉曼光谱模块和荧光光谱模块的光输出通道，避免杂光干扰和光传输过程的吸收衰减；

s5.通过参数设定，光学调控模块自动控制依次获取显微拉曼光谱、显微荧光光谱和显微近红外光谱，并将传入相机采集到的图像，分别通过数据线传输到计算机用于后续处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述采集控制软件采用visualstudio编程实现，通过调用各光谱仪供应商提供的软件开发工具包，实现与各光谱仪的信息交互；所述采集控制软件集成了光学调控模块和光源开关的各项控制指令；所述采集控制软件的显示界面可以实时显示采集的光谱图，内置视窗选择、光谱基线校正、光谱预处理、聚类分析、模式识别和校正模型建立等功能；所述采集控制软件开发环境为电脑系统windows7旗舰版（32位）、visualstudio2010旗舰版，开发的所述采集控制软件的可执行文件，所述可执行文件可以安装在符合最低配置的电脑或工控机，具有较好的可移植性和兼容性。

本发明的有益效果是：

相比于现有技术，本发明提出一种显微多模态融合光谱检测系统，通过光学调控模块，将拉曼光谱、荧光光谱和近红外光谱与显微装置有机结合，实现多种模态下显微光谱的同源获取，解决了多光谱信息融合技术的信息同源获取和信息匹配及互补两大瓶颈问题，保证多模态光谱信息获取的精细化和同源性，在检测能力和精度方面有质的飞跃；本发明克服单一光谱检测技术获取信息不全面导致检测精度不高的问题，克服多源光谱融合技术采集区域不匹配的问题，从分子光谱获取机制上实现信息互补。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了显微多模态融合光谱检测系统结构示意图；图中1为拉曼光谱模块、2为荧光光谱模块、3为近红外光谱模块、4为光学显微模块、5为光学调控模块、6为计算机和7为采集控制软件。

图2示出了显微多模态融合光谱检测系统光传输过程示意图；图中拉曼光谱模块包括激光器（101）、扩束器（102）、准直镜一（103）、激光线滤光片（104）、反射镜一（105）、二色镜一（106）、聚焦镜一（107）、光纤耦合器一（108）和拉曼光谱仪（109）；荧光光谱模块包括紫外灯（201）、准直镜二（202）、反射镜二（203）、二色镜二（204）、长波通滤光片（205）、聚焦镜二（206）、光纤耦合器二（207）和荧光光谱仪（208）；近红外光谱模块包括卤钨灯（301）、准直镜三（302）、半反半透镜一（303）、聚焦镜三（304）、光纤耦合器三（305）和近红外光谱仪（306）；光学显微模块包括精密三维移动平台（401）、光箱（402）、物镜（501）、半反半透镜二（502）、半反半透镜三（503）、半反半透镜四（504）、半反半透镜五（505）、聚焦镜四(506)、相机（507）、反射镜三（508）和目镜（509）。

图3示出了显微多模态融合光谱检测模型建立过程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明设计了一种显微多模态融合光谱检测系统，所述系统包括拉曼光谱模块1、荧光光谱模块2、近红外光谱模块3、光学显微模块4、光学调控模块5、计算机6和采集控制软件7；采用多光路同轴化设计，通过光学调制模块，对各光谱模块中光源发出光进行光路调制和通道闭合，光经光学显微模块的主光路传输到待测点后以漫反射或透射传输回光学调制模块，依次传输到各光谱获取模块得到待测对象的光谱，实现在显微尺度下同区位获取待测对象的多种模态的光谱，保证多模态光谱信息获取的精细化和同源性。

所述拉曼光谱模块1用于获取待测对象的显微拉曼光谱；所述拉曼光谱模块1包括激光器101、扩束器102、准直镜一103、激光线滤光片104、反射镜一105、二色镜一106、聚焦镜一107、光纤耦合器一108和拉曼光谱仪109；激光器101发出的光经扩束器102扩束后再通过准直镜一103变为平行光束，经激光线滤光片104滤出杂散光，经反射镜一105将光反射到二色镜一，再经二色镜一106和半反半透镜二502反射，通过物镜501传输到样本表面，样本漫反射光通过物镜501到半反半透镜二502后，一部分光透过传到相机507，一部分光反射到二色镜一106，经聚焦镜一107进入光纤耦合器一108，最后通过拉曼光谱仪109获得显微拉曼光谱。

所述荧光光谱模块2用于获取待测对象的显微荧光光谱；所述荧光光谱模块1包括紫外灯201、准直镜二202、反射镜二203、二色镜二204、长波通滤光片205、聚焦镜二206、光纤耦合器二207和荧光光谱仪208；紫外灯201发出的光经准直镜二202变为平行光束，经反射镜二203反射到二色镜二上，再经二色镜二204和半反半透镜三503反射，通过物镜501传输到样本表面，样本漫反射光通过物镜501到半反半透镜三503后，一部分光透过传到相机507，一部分光反射到二色镜二204，经长波通滤光片205消除激发光和杂散光，然后经聚焦镜二206进入光纤耦合器二207，最后通过荧光光谱仪208获得显微荧光光谱。

所述近红外光谱模块3用于获取待测对象的显微近红外光谱；所述近红外光谱模块3包括卤钨灯301、准直镜三302、半反半透镜一303、聚焦镜三304、光纤耦合器三305和近红外光谱仪306；卤钨灯301发出的光经准直镜三302准直后传输到光学显微模块4的主光轴中，经半反半透镜四504后通过物镜501传输到样本表面，样本漫反射光通过物镜501、半反半透镜四504，经半反半透镜五505后，一部分光传入相机，用于采集图像，一部分经反射后通过半反半透镜一303分成两路，一部分经聚焦镜三304进入光纤耦合器三305，最后通过近红外光谱仪306获得显微近红外光谱；另一路经反射镜三508传到目镜，采集光谱前通过目镜确定采样点。

所述光学显微模块4与拉曼光谱模块1、荧光光谱模块2、近红外光谱模块3有机连接，通过光路传输和控制，用于获取待测对象显微尺度下的光谱信息；所述光学显微模块4包括精密三维移动平台401、光箱402、物镜501、半反半透镜二502、半反半透镜三503、半反半透镜四504、半反半透镜五505、聚焦镜四506、相机507、反射镜三508和目镜509；所述精密三维移动平台401用于精密调节样本的待测区域和位置，置于光箱内；所述光箱402用于屏蔽外界杂散光进入所述显微多模态融合光谱检测系统；所述相机507用于采集样本图像；在样本采集位置调节时，通过目镜509观察采集的样本区域的形态位置特征，确定最佳的光谱采集点。

光学显微模块4中光学元器件物镜501、半反半透镜二502、半反半透镜三503、半反半透镜四504、半反半透镜五505的中心线为主光轴；光谱获取模块（拉曼光谱模块1、荧光光谱模块2和近红外光谱模块3）是发出主动光源和接受样本返回的光信号，光谱获取模块中的光要进入光学显微主光路实现光传输。

所述光学调控模块5，用于光路调制和光学器件控制；通过所述光学调控模块5，对所述各光谱模块中发光源发出光进行光路调制和通道闭合，光传输到待测点后经漫反射或透射传输回光学显微模块4的主光轴中，接着通过光学调控模块进行光路调制和通道闭合，分别传输到各光谱获取模块得到待测对象的显微光谱；所述光学调控模块5按照采集控制软件7中设定的参数，通过通讯线传递指令至控制器控制嵌入半反半透镜的快门执行通道闭合；光谱测量参数预设置通过软件自动进行光路调制和通道闭合，自动实现高质量的同源光谱信息获取。

所述计算机6通过数据线连接拉曼光谱模块1中的拉曼光谱仪、荧光光谱模块中的荧光光谱仪2、近红外光谱模块中的近红外光谱仪3，通过通讯线分别连接光学显微模块4中的相机和光学调控模块5。

所述采集控制软件7安装于计算机6中，用于系统参数设置、与所述前面5个模块信息交互、光谱数据采集显示与分析处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述激光器101同时配备三个发射源的拉曼激发光源，波长分别为532nm、785nm和1064nm，覆盖了从可见光到近红外光谱，根据拉曼光谱参数设置自动切换激光波长。

作为本发明的一种优选技术方案，所述拉曼光谱仪109采用高衍射效率的全息衍射光栅作为色散元件，经过透射镜组提高微光检测能力，采用超高灵敏度的背照式ccd/ingaas探测器阵列作为探测元件，从而能够高速、并行和连续的显微拉曼光谱测量；该实施例的拉曼光谱仪选用海洋光学qe65pro型拉曼光谱仪。

作为本发明的一种优选技术方案，所述紫外灯201选用激发波长为365nm，配置400nm长波通滤光片，避免激发光和杂散光进入荧光光谱仪；优选地荧光光谱仪208采用了低噪音的电子器件与18位a/d转换器，选用背照薄型ccd阵列，并进行半导体制冷，获得高的信噪比，提高荧光检测的灵敏度，使荧光检测的检出限更低，提高检测的范围和能力；该实施例的荧光光谱仪选用海洋光学maya2000pro型荧光光谱仪。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光学显微模块的主光轴中的半反半透镜（包括半反半透镜二502、半反半透镜三503、半反半透镜四504、半反半透镜五505）嵌入于光通道闭合基片上，通过控制器控制快门执行单元执行基片闭合；所述闭合基片共有两种状态，一是与光学显微模块的主光轴平行，同时与光谱获取模块主光轴垂直，即0位，这时光可以全部通过，二是与光学显微模块的主光轴平行和光谱获取模块主光轴呈45°，即1位，这时所述半反半透镜处于工作位。所述闭合基片是中间开孔的活动部件，用于装配所述半反半透镜，并与快门执行单元组合实现基片状态调整。所述的快门执行单元为机械快门、电子快门、组合偏振调制器件或空间光调制器件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光学调控模块5通过以下步骤实现显微多模态光谱信息的获取：

s1.所述显微多模态融合光谱检测系统进行设备初始化，然后设置光谱采集参数，如光源模式、积分时间、光谱分辨率，从目镜观察调整精密三维移动平台至合适样本采集位置；

s2.采集拉曼光谱时，通过光学调控模块5中的控制器自动控制半反半透镜二502处于1位、半反半透镜三503处于0位、半反半透镜四504处于0位、半反半透镜五505处于1位、半反半透镜一303处于1位，半反半透镜三503和半反半透镜四504分别封闭荧光光谱模块和近红外光谱模块的光输出通道，避免杂光干扰和光传输过程的吸收衰减；

s3.采集荧光光谱时，通过光学调控模块5中的控制器自动控制半反半透镜二502处于0位、半反半透镜三503处于1位、半反半透镜四504处于0位、半反半透镜五505处于1位、半反半透镜一303处于1位，半反半透镜二502和半反半透镜四504分别封闭拉曼光谱模块和近红外光谱模块的光输出通道，避免杂光干扰和光传输过程的吸收衰减；

s4.采集近红外光谱时，通过光学调控模块5中的控制器自动控制半反半透镜二502处于0位、半反半透镜三503处于0位、半反半透镜四504处于1位、半反半透镜五505处于1位、半反半透镜一303处于0位，半反半透镜二502和半反半透镜三503分别封闭拉曼光谱模块和荧光光谱模块的光输出通道，避免杂光干扰和光传输过程的吸收衰减；

s5.通过参数设定，光学调控模块5自动控制依次获取显微拉曼光谱、显微荧光光谱和显微近红外光谱，并将传入相机507采集到的图像，分别通过数据线传输到计算机6用于后续处理。

作为本发明的一种优选技术方案，所述采集控制软件7采用visualstudio编程实现，通过调用各光谱仪供应商提供的软件开发工具包，实现与各光谱仪的信息交互；所述采集控制软件集成了光学调控模块5和光源开关的各项控制指令；所述采集控制软件的显示界面可以实时显示采集的光谱图，内置视窗选择、光谱基线校正、光谱预处理、聚类分析、模式识别和校正模型建立等功能；所述采集控制软件开发环境为电脑系统windows7旗舰版（32位）、visualstudio2010旗舰版，开发的所述采集控制软件的可执行文件，所述可执行文件可以安装在符合最低配置的电脑或工控机，具有较好的可移植性和兼容性。

实施例2：

将实施例1所述显微多模态融合光谱检测系统实例应用于粮食安全的快速高灵敏检测，具体以玉米中黄曲霉毒素b1为检测指标，图3示出了显微多模态融合光谱检测模型建立过程示意图，实施步骤如下：

l1.收集代表性玉米样本，并将样本粉碎处理，按约4:3的比例将玉米样本随机划分为校正集和验证集，如收集样本56份，划分校正集样本32份，验证集24；

l2.采用本发明所述显微多模态融合光谱检测系统，软件上设定采集流程，分别同源获取同一样本位置点的拉曼光谱、荧光光谱和近红外光谱；

l3.对l2得到的拉曼光谱、荧光光谱和近红外光谱选用主成分分析、独立分量分析、小波分析中的一种或其组合方式分别进行光谱特征变量提取，以特征变量累计贡献大于90%为变量筛选阈值，筛选的三种光谱的特征变量构成融合光谱特征变量矩阵；

l4.在玉米样本采集多种模态的光谱后在同一位置取样，采用标准方法测定其待测指标值，作为建立定标方程的参考值；这里玉米中黄曲霉毒素b1的测定参考gb5009.22-2016《食品安全国家标准食品中黄曲霉毒素b族和g族的测定》；

l5.对l3中得到的融合光谱特征变量矩阵，结合l4测定的玉米中黄曲霉毒素b1的参考值，利用主成分回归、偏最小二乘法、人工神经网络、支持向量机中一种或其组合方式建立玉米中黄曲霉毒素b1的检测模型，用验证集样本进行模型性能验证。

进一步地，为验证所述显微多模态融合光谱检测系统相比于单一光谱检测技术和异源光谱信息融合的有益效果，做两方面的试验验证：

一方面，相比于单一光谱检测技术，利用所述显微多模态融合光谱检测系统分别采集玉米样本同一微区下三种光谱数据，分别建立单一光谱的检测模型和多模态光谱融合检测模型，模型结果如表1；相比单一光谱检测结果，利用多模态融合光谱建立的检测模型在检测精度和灵敏度方面有显著性提高，在食品安全微量成分检测、日用化妆品有效成分检测等方面具有实质性技术优势。

表1.显微多模态融合光谱与单一光谱检测结果比较

另一方面，相比于异源光谱信息融合，利用所述显微多模态融合光谱检测系统，对同一玉米样本在采集一种模态的光谱后水平向随意调整采样位置再获取另一种模态的光谱，以此类推再获取第三种模态的光谱，然后把所述整个样本采用标准方法测定其待测指标值；因取样点的随机性，批量样本多模态光谱采集采取三次平行的办法，比较检测效果，如表2所示；三次获取不同采样位置得到的光谱数据，建立的异源融合光谱检测模型，因采样的随机性（即未保证同源性），同批次样本检测的结果重复性差，检测结果明显差于同源多模态光谱融合模型。

表2.显微多模态融合光谱与异源多模态融合光谱检测结果比较

由验证结果可以发现，所述显微多模态融合光谱检测系统，解决了单一光谱技术获取信息不全面和多光谱信息融合的信息不匹配问题，保证多模态光谱信息获取的精细化和同源性，与现有技术相比，在检测能力和精度方面本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。