利用田间高光谱成像测量葡萄果实成熟过程中可溶性固形物含量


发布时间:

2021-01-23

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

监测葡萄的质量属性可以检查葡萄的成熟状态,并决定何时收获。本文提出了一种基于高光谱成像(HSI)技术的无损检测方法。

 

(a)所分析的葡萄园行的代表,分为11个部分。 (b)在每天的分析中,为葡萄园行的每一部分获取高光谱图像(为说明目的提供了第9部分); 计算了葡萄浆果的平均光谱,该光谱是通过手动选择葡萄浆果中的5个区域然后应用绝对差曼哈顿函数获得的。 获得的感兴趣区域以红色表示。 (c)在每天的分析中,为葡萄园行的每一部分收集了3个葡萄浆果(为说明起见,提供了第9节); 使用数字折光仪测量可溶固体含量(以°Bx表示); 然后,计算可溶性固形物含量的平均值。

 

(a)现场高光谱成像,以测量成熟期间酿酒葡萄浆果的可溶性固形物含量。(b)采用高光谱图像采集车。

 

首先,在13个不同的日子里,使用可见光/近红外(400–1000 nm)高光谱相机(HSC)在用于Sangiovese葡萄园的一排葡萄进行试验。然后,在试验期间,收集了33个浆果,并用便携式数字折射计测量了以锤度(°Bx)表示的可溶性固形物含量(SSC)。接着,从每个高光谱(HS)图像中提取所选浆果的平均光谱。最后,通过偏最小二乘(PLS)回归,利用预处理的平均光谱预测浆果的SSC,在交叉验证中获得r2=0.75的值,RMSECV=0.84°Bx。

 

(a)扫描的葡萄园行截面的高光谱图像中的RGB图像。 (b)以分类表示的感兴趣区域(红色),从中得出扫描的葡萄园行截面的平均光谱。

 

分析的不同日期(从I到XIII)所有样品的原始光谱

 

本研究通过在自然光照条件下的近距离测量,显示了直接在田间使用HSI技术预测葡萄SSC品质属性的潜力。

 

通过PLS回归获得的校准(蓝色)和交叉验证(红色)中可溶性固形物含量(°Bx)的参考值与预测值。

 

来源:

Benelli A, Cevoli C and Fabbri A. In-field Vis/NIR hyperspectral imaging to measure soluble solids content of wine grape berries during ripening. DOI: 10.1109/MetroAgriFor50201.2020.9277621.

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