目前對(duì)番茄果實(shí)熟度的研究還很有限,缺少統(tǒng)一的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。本文使用高光譜成像系統(tǒng)FS20系列研究番茄果實(shí)的熟度。

番茄果實(shí)的結(jié)構(gòu)特征

番茄果實(shí)的結(jié)構(gòu)特征是由外皮、種子、果肉三部分組成的。外皮是番茄果實(shí)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(zhì)、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(shí)，物體表面反射的光強(qiáng)度隨波長的不同而不同。因此，通過對(duì)反射光強(qiáng)度的測(cè)量，就可以得到物體的光譜成分。

高光譜成像技術(shù)能夠準(zhǔn)確地分析材料的化學(xué)組成和構(gòu)造，主要應(yīng)用于火焰?zhèn)鞲小⑷細(xì)鈾z測(cè)、食品安全檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。

番茄果實(shí)熟度的影響因素

番茄果實(shí)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(duì)番茄果實(shí)熟度的影響?

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

2. 土壤條件對(duì)番茄果實(shí)熟度的影響?

番茄是一個(gè)強(qiáng)心劑,其果實(shí)中含有豐富的β-胡蘿卜素。而β-胡蘿卜素是一個(gè)很好的心血管保健劑。所以,我們要根據(jù)番茄作為食用作物來考慮番茄果實(shí)的成熟度。正是由于這個(gè)原因,不同的土壤條件也會(huì)對(duì)番茄果實(shí)的成熟度產(chǎn)生不同影響。例如,相對(duì)于具有相對(duì)較高PH值(7.5-8.5)的壤土,具有相對(duì)低PH 值(5.5-6.5) 的壤土?xí)狗压麑?shí)成熟度早一些; 相對(duì)于具有大量有機(jī) matter 的壤土,具有少量有機(jī) matter 的壤 土?xí)狗?茄 果 實(shí) 成 熟 度 晚 一 些 。

3. 種植深度對(duì)番茄果實(shí)成熟度的影響?

不同的 種 植 深 度 也 會(huì) 對(duì) 番 茄 成 熟 度 產(chǎn) 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(tǒng)FS20系列針對(duì)番茄果實(shí)熟度的研究

本研究基于高光譜成像系統(tǒng)FS20系列，分別對(duì)番茄果實(shí)的形態(tài)結(jié)構(gòu)性狀和組分含量性狀以及綜合表型性狀進(jìn)行檢測(cè)，并研制了一種無損、快速的高通量番茄果實(shí)表型獲取平臺(tái)。采用高光譜成像系統(tǒng)獲取番茄果實(shí)的光譜圖像信息，然后首先通過對(duì)光譜圖像進(jìn)行分析，獲取形態(tài)結(jié)構(gòu)性狀（縱徑、橫徑、果形指數(shù)和重量），隨之測(cè)量番茄果實(shí)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(tǒng)拍攝番茄果實(shí)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(shí)的形態(tài)結(jié)構(gòu)性狀。其次， 提出劃分成熟度的指標(biāo)并定義閾值，對(duì)于確定番茄果實(shí)最佳采摘期以及果實(shí)運(yùn)輸、儲(chǔ)存與保鮮具有重要的指導(dǎo)意義。最后，基于連續(xù)投影算法（SPA）挑選特征波長，構(gòu)建番茄果實(shí)顏色和組分含量性狀表型的偏最小二乘回歸（PLSR）表型預(yù)測(cè)模型。

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　　金標(biāo)準(zhǔn)選擇的是否合適？ 在這個(gè)里邊作者是 a/b 的方式作為成熟度測(cè)量的金標(biāo)準(zhǔn)，而 a/b 是通過光譜計(jì)算出來的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，作為判斷果實(shí)成熟度的標(biāo)準(zhǔn)是否合適？

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高光譜相機(jī)特點(diǎn)

穩(wěn)定優(yōu)秀的數(shù)據(jù)

對(duì)所有的工業(yè)實(shí)時(shí)應(yīng)用的領(lǐng)域來說，線陣推掃式的成像方式是高速獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)的技術(shù)。高光譜相機(jī)在高速成像的同時(shí)，同一時(shí)間獲得目標(biāo)區(qū)域的所有光譜信息數(shù)據(jù)，保證每一個(gè)空間像素的光譜純潔度。為客戶提供更加真實(shí)準(zhǔn)確的高光譜數(shù)據(jù)。

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超高感光

高光譜相機(jī)采用高透光率的光學(xué)設(shè)計(jì)，把相機(jī)的聚光能力提升到了一個(gè)嶄新的標(biāo)準(zhǔn)，并且只需要一個(gè)線光源就可滿足設(shè)備需求。

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極低的臺(tái)間差

經(jīng)過統(tǒng)一波長標(biāo)定的高光譜相機(jī)每臺(tái)設(shè)備都可產(chǎn)生相同的數(shù)據(jù)，方便安裝和替換，無需返廠再次標(biāo)定。標(biāo)定后的圖像數(shù)據(jù)即可實(shí)時(shí)處理也可替代應(yīng)用于后期的數(shù)據(jù)處理。

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支持多區(qū)域ROI

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

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