高光譜相機(jī)解決方案

  • 基于高光譜工成像的黃瓜葉內(nèi)葉綠素分布的無損檢測

  • 信息來源：彩譜品牌廠家   瀏覽次數(shù)：73    發(fā)表時(shí)間：2022-11-17

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           本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。
           葉綠素是一種常見的有機(jī)化合物，因?yàn)樗鼈冏匀淮嬖谟谥参镏?，并賦予其特定的顏色。在體內(nèi)，這些色素在光合作用中起著重要的作用，蔬菜的營養(yǎng)狀況與光合色素的含量高度相關(guān)。光合色素率技術(shù)可以提高農(nóng)場的經(jīng)營效率，減少農(nóng)場對(duì)環(huán)境的影響。在這個(gè)領(lǐng)域，這些都刺激著研究的積極性，以找到有效的方法。傳統(tǒng)方法的色素分析需要通過提取光度法或高效液相色譜法，這樣會(huì)破壞測量的葉片。因此，隨著時(shí)間的推移，不允許測量單個(gè)葉片中色素含量的變化。另外，這種技術(shù)既耗時(shí)又昂貴，使得整體景觀植被健康和生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)不切實(shí)際。此外，無論其來源是原生的還是提取的葉綠素都是脆弱的分子，易于修改，具有能夠快速準(zhǔn)確地識(shí)別和量化葉片的色素。本研究的目的是調(diào)查光譜反射率與葉綠素含量之間的關(guān)系，以發(fā)展基于高光譜成像的葉綠素在黃瓜葉片中分布的無損檢測技術(shù)。采集并處理了450-850納米范圍內(nèi)立方體黃瓜葉的高光譜圖像數(shù)據(jù)。
           從黃瓜葉樣品中獲得的立方體高光譜圖像數(shù)據(jù)如圖1所示(a)所示。原始反射圖像采用平場校正(公式1)，圖1(b)位于紅(670納米)的三個(gè)波長，綠(525納米)藍(lán)(460nm)因此，類似的自然色出現(xiàn)在區(qū)域組合的光譜圖像中。當(dāng)波段上升時(shí)，圖像的強(qiáng)度發(fā)生了變化。選擇靜脈葉(靜脈)、葉(綠)綠葉肉面積、黃葉肉面積(黃色)三個(gè)區(qū)域，如圖1所示(b)所示。三個(gè)區(qū)域的10x計(jì)算圖10像素的平均反射光譜(d)三個(gè)領(lǐng)域的平均光譜發(fā)生了很大的變化。由于新鮮葉片中的化學(xué)成分分布在細(xì)胞和細(xì)胞器的組織中，光譜特征與葉片圖像不一致。樣品的選擇區(qū)域變得非常重要，對(duì)預(yù)測模型的性能產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。，葉綠素的測的測定。平均光譜和平滑頻譜如圖1所示(c)所示。從圖1(c)到圖1(d).反射光譜在850到128之間飽和，毛刺多。進(jìn)一步處理450-900納米范圍內(nèi)的波長，以避免低信噪比。代表單波段反射圖像的黃瓜葉是從500到850納米選定的8個(gè)波段，如圖2所示。不同光譜區(qū)域之間的差異證明了高光譜圖像的一般模式。其個(gè)葉片的圖像質(zhì)量從500到850納米相當(dāng)好。750和850葉片表面的葉靜脈nm由于葉面上的黑斑，靜脈與正常葉肉之間的光譜比較顯得更加明顯。
     
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