使用高光譜成像系統FS20系列研究番茄果實熟度

目前對番茄果實熟度的研究還很有限,缺少統一的評定標準。本文使用高光譜成像系統FS20系列研究番茄果實的熟度。

番茄果實的結構特征

番茄果實的結構特征是由外皮、種子、果肉三部分組成的。外皮是番茄果實的主要成分，含有大量的纖維素和水分。果肉是由種子和外皮所形成的，含有大量的蛋白質、糖類和水分。

高光譜成像原理

高光譜成像原理是利用不同波長的光照射物體表面時，物體表面反射的光強度隨波長的不同而不同。因此，通過對反射光強度的測量，就可以得到物體的光譜成分。

高光譜成像技術能夠準確地分析材料的化學組成和構造，主要應用于火焰傳感、燃氣檢測、食品安全檢測、環境監測等方面。

番茄果實熟度的影響因素

番茄果實熟度受多種因素的影響,其中氣候條件、土壤條件、種植深度、施肥量、人工除蟲等因素均有影響。

1.氣候條件對番茄果實熟度的影響?

番茄是一種耐寒耐熱的植物,適應性強,在不同的氣候條件下生長均表現出良好的生長性能。但是,番茄的成熟期卻會受到氣候條件的影響。例如,在高海拔地區,由于氣溫低、日照少,番茄的成熟期會相對延長;而在低海拔地區,由于氣溫高、日照多,番茄的成熟期會相對縮短。

2. 土壤條件對番茄果實熟度的影響?

番茄是一個強心劑,其果實中含有豐富的β-胡蘿卜素。而β-胡蘿卜素是一個很好的心血管保健劑。所以,我們要根據番茄作為食用作物來考慮番茄果實的成熟度。正是由于這個原因,不同的土壤條件也會對番茄果實的成熟度產生不同影響。例如,相對于具有相對較高PH值(7.5-8.5)的壤土,具有相對低PH 值(5.5-6.5) 的壤土會使番茄果實成熟度早一些; 相對于具有大量有機 matter 的壤土,具有少量有機 matter 的壤 土會使番 茄 果 實 成 熟 度 晚 一 些 。

3. 種植深度對番茄果實成熟度的影響?

不同的 種 植 深 度 也 會 對 番 茄 成 熟 度 產 生 影 響 。 例 如 , 番 花 芯 被 澆 量 大 , 成 熟 期 較 早 ; 番 花 芯 被 澆 量 小 , 成 熟 期 較 晚 。

高光譜成像系統FS20系列針對番茄果實熟度的研究

本研究基于高光譜成像系統FS20系列，分別對番茄果實的形態結構性狀和組分含量性狀以及綜合表型性狀進行檢測，并研制了一種無損、快速的高通量番茄果實表型獲取平臺。采用高光譜成像系統獲取番茄果實的光譜圖像信息，然后首先通過對光譜圖像進行分析，獲取形態結構性狀（縱徑、橫徑、果形指數和重量），隨之測量番茄果實顏色性狀（L*、a *、b*、c*、b*和a*/b*）、和組分含量表型性狀（硬度、SsC、番茄紅素、可滴定酸、可溶性糖和 VC 值）。首先，通過高光譜成像系統拍攝番茄果實圖像，利用圖像處理的方法提取光譜圖像的橫徑與縱徑信息以此獲取番茄果實的形態結構性狀。其次， 提出劃分成熟度的指標并定義閾值，對于確定番茄果實最佳采摘期以及果實運輸、儲存與保鮮具有重要的指導意義。最后，基于連續投影算法（SPA）挑選特征波長，構建番茄果實顏色和組分含量性狀表型的偏最小二乘回歸（PLSR）表型預測模型。

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　　金標準選擇的是否合適？ 在這個里邊作者是 a/b 的方式作為成熟度測量的金標準，而 a/b 是通過光譜計算出來的這個標準，作為判斷果實成熟度的標準是否合適？

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高光譜相機特點

穩定優秀的數據

對所有的工業實時應用的領域來說，線陣推掃式的成像方式是高速獲得穩定的數據的技術。高光譜相機在高速成像的同時，同一時間獲得目標區域的所有光譜信息數據，保證每一個空間像素的光譜純潔度。為客戶提供更加真實準確的高光譜數據。

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超高感光

高光譜相機采用高透光率的光學設計，把相機的聚光能力提升到了一個嶄新的標準，并且只需要一個線光源就可滿足設備需求。

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極低的臺間差

經過統一波長標定的高光譜相機每臺設備都可產生相同的數據，方便安裝和替換，無需返廠再次標定。標定后的圖像數據即可實時處理也可替代應用于后期的數據處理。

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支持多區域ROI

高光譜相機具有自定義波段選擇(ROI)功能，在可以滿足許多不同應用的需求同時，還可以具有前所未有的高速數據采集速度。

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