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高光譜相機(jī)在采集水果花色苷含量的應(yīng)用

更新時間:2024-06-25      點擊次數(shù):312

   高光譜相機(jī)在采集水果花色苷含量的應(yīng)用:采用短波近紅外高光譜相機(jī)900-1700nm的高光譜成像儀。

暗箱高光譜相機(jī).jpg


花色苷是葡萄與葡萄酒酒中一類重要的酚類化合物,主要存在于葡萄漿果表皮下3~4層細(xì)胞的液泡里。是決定葡萄酒感官質(zhì)量的重要因素,也是紅葡萄酒耐儲存的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的化學(xué)檢測法會破壞檢測對象,難以實現(xiàn)快速、大樣本量的檢測。而國內(nèi)外針對釀酒葡萄果實中花色苷含量的快速檢測的研究還較少。近年來,高光譜成像技術(shù)作為一種無損檢測方法引起了廣泛的關(guān)注,與傳統(tǒng)近紅外光譜技術(shù)相比,高光譜成像技術(shù)顯示出其波段鍵振波形特征。使用近紅外光譜技術(shù)時,每次僅可以得到某一個或幾個點的光譜信息,在選擇點的位置和數(shù)量方面會有較大的隨機(jī)性和片面性。而高光譜圖像技術(shù)可以獲取到被分析物的圖像,不僅提供了更加豐富的信息,在光譜數(shù)據(jù)處理方面也提供了更加合理和有效的分析方法。在利用高光譜成像技術(shù)結(jié)合偏最小二乘方法建模的過程中,隨著對PLS方法研究的深入,發(fā)現(xiàn)通過特定方法篩選特征波長或波長區(qū)間可能會得到更好的定量校正模型。


葡萄.png

本實驗基于931~1700 nm近紅外波段高光譜成像系統(tǒng)獲取葡萄漿果的高光譜圖像,利用連續(xù)投影算法SPA 進(jìn)行波長變量選擇,最終從236個波長點中優(yōu)選出20個光譜變量,采用不同的建模方法建立葡萄果皮中花色苷含量的預(yù)測模型。結(jié)果表明:

分析圖.png


(1)連續(xù)投影算法SPA不僅能夠有效選出特征光譜變量,簡化校正模型和縮短校正時間,且提高了模型的預(yù)測精度,是一種有效實用的光譜變量選擇方法。

(2)在PLS、SPA-MLR、SPA-BPNN和SPA-PLS這4個預(yù)測模型中,以SPA-PLS模型的預(yù)測效果**,其預(yù)測相關(guān)系數(shù)R。和預(yù)測RMSEP分別為0.9000和0.5506,保持得了較好的預(yù)測結(jié)果。因此,釀酒葡萄漿果的光譜數(shù)據(jù)與果皮中花色苷的含量相關(guān)性高,利用近紅外高光譜成像技術(shù)能夠有效檢測釀酒葡萄果皮中花色苷含量。


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