研究目的
全面回顾用于评估根茎类作物品质参数(包括物理特性、化学成分、品种鉴定、分级指标及缺陷检测)的高光谱技术和化学计量学方法。
研究成果
高光谱技术与化学计量学方法相结合,能够快速、无损且准确地评估块根和块茎的品质。这些技术在评价物理特性、化学成分、品种差异、分级参数及缺陷检测方面展现出良好前景,其中近红外(NIR)是最常用的光谱范围,偏最小二乘回归(PLSR)则是最普遍的建模方法。未来研究应着重提升模型精度、优化数据处理流程,并开发适用于在线应用的高速硬件设备。
研究不足
该综述指出了若干挑战,包括块茎样品中光穿透深度有限、高水分含量的干扰、需要大量存储和计算的大数据量、依赖参考方法的先验知识需求,以及耗时的建模过程。同时提到由于硬件和成本限制,实时应用也存在困难。
1:实验设计与方法选择:
本文为综述类文章,非实验研究,故未描述具体实验设计或方法学。文中总结了高光谱技术(光谱法与高光谱成像)结合化学计量学分析用于根茎类作物品质评价的现有文献。
2:样本选择与数据来源:
综述涵盖马铃薯、甘薯、木薯、山药、芋头和甜菜等样本的研究,但未详述具体样本筛选标准或数据来源。
3:实验设备与材料清单:
不适用(综述性质);所引文献中的具体设备在参考文献中提及,此处未列出。
4:实验流程与操作步骤:
不适用;综述讨论了光谱数据采集和多元分析等通用流程,但无分步细节。
5:数据分析方法:
提及偏最小二乘回归(PLSR)、人工神经网络(ANN)、主成分回归(PCR)、支持向量机(SVM)、多元线性回归(MLR)及最小二乘支持向量机(LS-SVM)等化学计量方法,以及遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA)等变量筛选技术。
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NIR imaging spectrograph
Acquiring spectral information in the near-infrared region for hyperspectral imaging.
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MCT camera
Detecting infrared radiation in hyperspectral imaging systems.
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Halogen line light
Providing illumination for hyperspectral imaging.
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Programmable uniaxial stage
Moving samples during hyperspectral imaging for scanning.
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Michelson interferometer
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CCD camera
Capturing images in hyperspectral systems.
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Focusing light in MIR imaging systems.
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Precise positioning of samples in imaging systems.
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