高光譜成像儀在檢測葡萄果皮花色苷含量中的應用研究
發布時間:2024-06-27
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近年來,隨著光譜技術的發展,高光譜成像儀在成分識別和物質鑒別方面展現出巨大潛力。本研究采用廣東賽斯拜克有限公司的SC-230高光譜成像儀,針對葡萄果皮中花色苷含量的快速無損檢測進行了深入研究。
研究背景
花色苷是葡萄和葡萄酒中重要的酚類化合物,對葡萄酒的感官質量和儲存能力具有決定性影響。然而,傳統的化學檢測方法存在破壞性,難以實現快速、大規模的檢測。高光譜成像技術作為一種無損檢測手段,提供了一種新的解決方案。
研究方法
本研究使用的SC-230高光譜成像儀,其光譜范圍為900-1700nm,波長分辨率優于8nm,具有254個光譜通道。實驗中,基于931~1700 nm的近紅外波段,獲取了葡萄漿果的高光譜圖像。利用連續投影算法(SPA)進行波長變量選擇,從236個波長點中篩選出20個關鍵光譜變量,進而采用不同的建模方法構建預測模型。
研究結果
連續投影算法SPA的應用
SPA算法有效地從大量光譜數據中篩選出特征變量,簡化了模型結構,縮短了校正時間,并顯著提高了模型的預測精度。
預測模型的比較
對比了PLS、SPA-MLR、SPA-BPNN和SPA-PLS四種建模方法,結果顯示SPA-PLS模型具有最佳的預測效果。其預測相關系數(R)達到0.9000,預測均方根誤差(RMSEP)為0.5506,顯示出良好的預測性能。
高光譜成像技術的優勢
與傳統近紅外光譜技術相比,高光譜成像技術能夠提供更豐富的圖像信息,為光譜數據處理提供了更合理和有效的分析方法。
結論
本研究表明,利用近紅外高光譜成像技術結合SPA算法和PLS建模方法,能夠有效地檢測釀酒葡萄果皮中的花色苷含量。該技術為葡萄及葡萄酒行業的快速無損檢測提供了一種新的工具,具有重要的應用價值和廣闊的市場前景。隨著技術的不斷進步和應用的深入,高光譜成像技術將在農產品品質檢測、屏幕檢測等多個領域發揮更大的作用。
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