PhenoTron®-HSI果(guo)實(shi)品(pin)質(zhi)高(gao)光譜(pu)無損檢(jian)測(ce)技術(shu)

易科(ke)泰SpectrAPP^®創(chuang)新(xin)應用(yong)快訊(xun)—PhenoTron^®-HSI果實(shi)品質(zhi)高(gao)光譜(pu)無損檢(jian)測(ce)技術(shu)

果實(shi)品質(zhi)的(de)快速(su)、無損、批(pi)量檢測(ce)評價(jia)對於果(guo)實分(fen)等(deng)定(ding)級(ji)、優化(hua)果樹(shu)栽培品種及(ji)提(ti)升經濟效(xiao)益具有重要(yao)意義。易(yi)科泰生(sheng)態(tai)技術(shu)公司(si)推出(chu)PhenoTron^®-HSI果(guo)實(shi)品(pin)質(zhi)高(gao)光譜(pu)無損檢(jian)測(ce)方案，結合(he)專(zhuan)業(ye)的圖(tu)像及(ji)光譜(pu)融合分(fen)析(xi)技(ji)術(shu)，可(ke)快速(su)獲(huo)取果實(shi)的(de)空間(jian)及(ji)光譜(pu)信息，反映其外(wai)部特(te)征(zheng)、表(biao)面(mian)缺(que)陷(xian)、病斑(ban)情況(kuang)、內部(bu)結構(gou)及(ji)化(hua)學(xue)成分(fen)，為(wei)果實(shi)品質(zhi)快速(su)、無損、高(gao)通(tong)量分(fen)析(xi)檢(jian)測(ce)提供(gong)了(le)新(xin)思(si)路(lu)。

壹、技術(shu)特(te)點(dian)

1.全(quan)自動(dong)掃描成像，高通(tong)量果實(shi)自(zi)動(dong)傳送成像分(fen)析(xi)

2.模(mo)塊式(shi)結構(gou)，具(ju)備(bei)強(qiang)大(da)的(de)系(xi)統(tong)擴(kuo)展功(gong)能(neng)

3.嵌(qian)入(ru)式(shi)主(zhu)機(ji)，觸摸(mo)屏(ping)控(kong)制，全(quan)中文(wen)操(cao)作系(xi)統(tong)

4.采用(yong)星型(xing)組網(wang)物聯(lian)網(wang)技術(shu)，兼容(rong)5G通(tong)訊(xun)技術(shu)，可(ke)實(shi)現(xian)遠(yuan)程控制等功(gong)能(neng)

5.內置(zhi)溫(wen)濕(shi)度、光照(zhao)度(du)、GPS、時鐘(zhong)（可根(gen)據(ju)GPS信(xin)息(xi)自動(dong)校(xiao)準(zhun)），可擴(kuo)展增(zeng)加(jia)傳感器(qi)

6.支持(chi)組合命(ming)令(ling)（Protocols），可實現(xian)自動(dong)運行

7.系統(tong)自(zi)動(dong)保護功(gong)能(neng)，發生(sheng)短路(lu)、過(guo)載、欠(qian)壓時自(zi)動(dong)斷電，避(bi)免(mian)設(she)備(bei)損(sun)壞(huai)

8.標配(pei)VNIR、NIR波段(duan)高光譜(pu)成像

9.可選(xuan)高清RGB成像、紅外(wai)熱成像、Thermo-RGB融合成像

二、主要(yao)技術(shu)參(can)數(shu)

1.平(ping)臺高度規格：標配(pei)400mm，可定(ding)制

2.有效(xiao)掃描尺寸：≥300×300mm，可定(ding)制

3.移(yi)動(dong)速(su)度(du)：2-40mm/s，可調，精度(du)：1mm

4.平(ping)臺控制：全(quan)中文(wen)PC端軟(ruan)件，可遠(yuan)程控制平(ping)臺運行、自(zi)動(dong)運行數(shu)據采集(ji)存儲(chu)等功(gong)能(neng)

5.主機(ji)箱：內置(zhi)10寸觸控屏(ping)，嵌(qian)入(ru)式(shi)操(cao)作系(xi)統(tong)，全(quan)波段(duan)對稱光源(yuan)，角(jiao)度(du)、高(gao)度(du)可調，集(ji)開關控(kong)制、平(ping)臺控制、雜(za)散(san)光隔(ge)離於(yu)壹(yi)體(ti)，確保(bao)光場(chang)均壹(yi)、穩定(ding)的最佳測(ce)量環(huan)境(jing)

6.400-1000nm（VNIR）、900-1700nm（NIR）波段(duan)高光譜(pu)成像，可選SWIR波(bo)段(duan)

7.光譜(pu)分(fen)辨(bian)率(lv)FWHM：5.5nm（VNIR）、8nm（NIR）

8.光譜(pu)通(tong)道：224，MROI光譜(pu)通(tong)道自由(you)選(xuan)擇

9.空間(jian)像素(su)：1024px（VNIR）、640px（NIR）

10.F值：F/1.7

11.測(ce)量參(can)數(shu)：可成像測(ce)量分(fen)析(xi)結構(gou)指(zhi)數(shu)、水(shui)指(zhi)數(shu)、色(se)素(su)指(zhi)數(shu)、理化指(zhi)數(shu)、健康(kang)指(zhi)數(shu)、成熟(shu)度(du)等數(shu)十種光譜(pu)指(zhi)數(shu)，可分(fen)析(xi)水(shui)果(guo)水(shui)分(fen)、糖度、酸度(du)、成熟(shu)度(du)、可溶性(xing)固(gu)體(ti)含量等品(pin)質(zhi)指(zhi)標(biao)

三(san)、應(ying)用(yong)案例(li)

3.1 秋(qiu)月梨果(guo)實(shi)品質(zhi)檢(jian)測(ce)

梨的(de)石(shi)細(xi)胞(bao)是(shi)梨果(guo)實(shi)所*的，它的存(cun)在不僅(jin)影響(xiang)梨果(guo)實(shi)的食用(yong)品質(zhi)，也(ye)影(ying)響(xiang)加(jia)工品質(zhi)。石(shi)細(xi)胞(bao)是(shi)由大(da)量木(mu)質(zhi)素(su)和纖(xian)維(wei)素(su)所組成的(de)厚(hou)壁細(xi)胞(bao)，其分(fen)布(bu)由(you)近(jin)果皮部(bu)果(guo)肉(rou)至近(jin)果(guo)心部(bu)逐(zhu)漸(jian)增多。易科(ke)泰光譜(pu)成像實驗室(shi)技術(shu)人員(yuan)使用(yong)PhenoTron^®-HSI果實(shi)品質(zhi)高(gao)光譜(pu)無損檢(jian)測(ce)技術(shu)（400-1700nm），對不同(tong)條件下生(sheng)長的梨果(guo)中(zhong)石細(xi)胞(bao)分(fen)布(bu)進(jin)行了(le)光譜(pu)成像分(fen)析(xi)。如下(xia)右圖(tu)，從(cong)左(zuo)至右依(yi)次未(wei)施(shi)加(jia)營(ying)養(yang)素(su)的秋(qiu)月梨（對照(zhao)組(zu)-1、2）以(yi)及(ji)施(shi)加(jia)營(ying)養(yang)素(su)後的秋(qiu)月梨（實(shi)驗(yan)組-1、2）。

通(tong)過(guo)反射(she)光譜(pu)曲線(xian)可(ke)看出(chu)四個梨之間的(de)反射(she)光譜(pu)吸(xi)收和反射(she)特征(zheng)基本相似(si)，在748、838、980、1178、1414nm存在明顯的吸(xi)收特(te)征。在400-950nm範圍(wei)四個梨之間的(de)光譜(pu)曲線(xian)基(ji)本重合(he)，在950-1720nm範圍(wei)，對照(zhao)組(zu)-2的光譜(pu)反射(she)率值均高(gao)於(yu)另外(wai)三(san)組(zu)。進(jin)壹(yi)步(bu)分(fen)析(xi)發(fa)現(xian)，營養素(su)的施(shi)加(jia)有效(xiao)抑(yi)制了(le)梨石(shi)細(xi)胞(bao)形(xing)成，對提升(sheng)秋(qiu)月梨的(de)口(kou)感及(ji)品(pin)質(zhi)有積(ji)極(ji)意義。

3.2 不同(tong)產(chan)地蘋果糖度檢測(ce)

易科(ke)泰光譜(pu)成像實驗室(shi)技術(shu)人員(yuan)，使用(yong)PhenoTron^®-HSI果實品(pin)質(zhi)高(gao)光譜(pu)無損檢(jian)測(ce)技術(shu)（400-1700nm），分(fen)別對產(chan)自(zi)甘肅莊浪(lang)（GZ）、陜(shan)西(xi)宜川(chuan)（SY）、山(shan)東(dong)平(ping)度（SP）三(san)個(ge)不同(tong)產(chan)地的2021年(nian)秋(qiu)季采摘(zhai)的紅(hong)富士(shi)蘋果進(jin)行光譜(pu)成像分(fen)析(xi)，並(bing)分(fen)別選取三(san)種樣品(pin)表(biao)面(mian)及(ji)剖(pou)面(mian)各10個(ge)區(qu)域(yu)實(shi)測(ce)糖度，建(jian)立預測(ce)模(mo)型(xing)評估(gu)糖度分(fen)布(bu)。

實驗(yan)發現(xian)，在400-1000nm範圍(wei)內, 440-470nm、765-825nm、860-910nm波(bo)段(duan)相關性(xing)較(jiao)高(gao)，模(mo)型(xing)精度(du)較高(gao)，對表(biao)達(da)糖度效(xiao) 果良好，表(biao)面(mian)和剖(pou)面(mian)預測(ce)模(mo)型(xing)R²分(fen)別達(da)到0.8031和0.7498。在900-1700nm範圍(wei)內，1040-1090nm波(bo)段(duan)相關性(xing)較(jiao)強(qiang)，模(mo)型(xing)精度(du)較高(gao)， R²分(fen)別為(wei)0.8643和0.7581。另(ling)外(wai)發現(xian)，剖(pou)面(mian)糖度預測(ce)模(mo)型(xing)預測(ce)的糖度分(fen)布(bu)相對更能(neng)客觀反映真實(shi)情況(kuang)，而表(biao)面(mian)數(shu)據則(ze)由(you)於受曲面(mian)成像、反光點(dian)的(de)影響(xiang)，結果(guo)具(ju)有明(ming)顯(xian)的(de)“光暈"效(xiao)果，盡(jin)管(guan)R²較高(gao)，但(dan)不能(neng)客觀反映蘋果糖度的真實(shi)情況(kuang)。

實驗(yan)表(biao)明(ming)，PhenoTron^®-HSI高光譜(pu)無損檢(jian)測(ce)技術(shu)在水(shui)果(guo)品(pin)質(zhi)、糖度及(ji)可(ke)溶性(xing)固(gu)形(xing)物(wu)含量測(ce)定(ding)方面(mian)，相比(bi)傳(chuan)統(tong)方法具有快速(su)、無損、準(zhun)確的(de)優勢(shi)。