التوت العليق له جسد دقيق ونكهة فريدة من نوعها. إنه غني بالمواد المغذية ويعرف باسم "ملكة الفواكه". لديها وظائف منع شيخوخة عصب الدماغ ، وحماية البصر ، ومضاد للسرطان ، وتعزيز المناعة البشرية. لديها آفاق السوق الواسعة. يعد محتوى السكر عنبية مؤشرًا مهمًا لتقييم جودة العنبية. إن اكتشاف محتوى السكر التقليدي للتوت مدمر ، والكشف غير المدمر هو اتجاه تنمية مهم.

1. الحصول على بيانات الصور

صورة عالية الأطياف لعينات التوت

استخراج البيانات الطيفية للصورتين الفائقتين: حدد مناطق مختلفة من الاهتمام (ROI) على سطح كل عينة والحصول على منحنى طيف الانعكاس الأصلي

المقابل للمنحنى الطيفي الأصلي لمنطقة الاهتمام ، يتم استخراج متوسط ​​القيمة الطيفية للحصول على ثلاث مجموعات من مصفوفات البيانات الطيفية 48x256

وفقًا للصور الفائقة الطيفية والمنحنيات الطيفية في نطاقات مختلفة ، فإن النطاق 1 النطاق 50 له ضوضاء كبيرة وصور غير واضحة. عند اختيار البيانات ،
فقط Band 51-Band 250 (1031.11nm-1699.11nm) تم تصميم ما مجموعه 200 نطاق. تم استخدام أول 36 قيمًا طيفية عنبية لإنشاء النموذج ،
واستخدمت آخر 12 لاختبار النموذج.

2. إنشاء النموذج والتحليل

يستخدم إنشاء نموذج التنبؤ بمحتوى السكر التوت بشكل أساسي طريقة انحدار المربعات الصغرى الجزئية (PLSR). الحصول على بيانات طيفية مختلفة
نماذج تنبؤ مختلفة. استخدم مباشرة 200 نطاقات مع إزالة الضوضاء لنمذجة 200 نطاقات من البيانات الطيفية لتقليل أبعاد PCA ، حدد
المكونات الرئيسية الأولى n مع معدل مساهمة تراكمية قدره 99.9 ٪ ، ثم استخدم نمذجة PLSR لتحديد النطاقات المميزة لـ 256 Spectral
نطاقات في منطقة الخلفية بأكملها باستخدام SPA ، ثم استخدم نمذجة PLSR لأداء النمذجة الدورية مباشرة على 200 نطاقات في منطقة الخلفية بأكملها ، وتجمع أولاً بين
اثنان من اثنين ، ثم باستخدام ثلاث مجموعات ثلاث مجموعات للنموذج

3. إنشاء نموذج التنبؤ

نموذج PLSR للبيانات الطيفية لبعض مناطق الجبهة

نموذج التنبؤ:

y = 8.1109+0.3989x+0.2848x+...+0.809x200

حيث X1 و X2 و ... و X200 هي القيم الطيفية المتوسطة للنطاق 51-Band250 ، و Y هو محتوى السكر من العنب البري.

باستخدام نموذج التنبؤ ، تم استبدال البيانات الطيفية لـ 12 التوت الأزرق للحصول على قيم محتوى السكر المتوقعة كما هو موضح في الجدول التالي

الجدول 1. مقارنة بين قيم محتوى السكر المتوقعة وقيم محتوى السكر الفعلي لبعض المناطق في مقدمة العنب البري

الجدول 2. قيم محتوى السكر المتوقعة والقيم الحقيقية للمساحة الكاملة للجانب الأمامي من العنب البري

الجدول 3. قيم محتوى السكر المتوقعة والقيم الحقيقية للمنطقة بأكملها على ظهر العنب البري

قيمة محتوى السكر المتوقعة لنموذج التنبؤ الذي تم الحصول عليه من المجموعات الثلاث من البيانات ومنحنى قيمة محتوى السكر الفعلي من العنب البري

تم استخدام PCA لتقليل بُعد البيانات الطيفية عنبية. ثم تم استخدام البيانات بعد الحد من البعد لنمذجة PLSR. بعد تخفيض أبعاد PCA ، تم اختيار المكونات الرئيسية الأولى N مع معدل مساهمة إجمالي قدره 99.9 ٪. تم اختيار سبعة مكونات رئيسية بعد الحد من البعد من البيانات الطيفية المستخرجة من المنطقة الجزئية من الأمام ومنطقة الأمام بأكملها. تم استخلاص المكونات الرئيسية العشرة الأولى بعد الحد من البعد من البيانات الطيفية في منطقة الظهر بأكملها. تم استخدام المكونات الرئيسية المحددة بعد تخفيض أبعاد PCA لنمذجة PLSR. وفقًا لوظيفة نموذج التنبؤ ، تم الحصول على قيم محتوى السكر المتوقعة للمجموعات الثلاث من البيانات.

استخدم PCA أولاً لتقليل البعد ، ثم قم بإجراء نمذجة PLSR. وفقًا لوظيفة نموذج التنبؤ ، يتم الحصول على منحنيات محتوى السكر المتوقع وقيمة محتوى السكر الفعلية للمجموعات الثلاث من البيانات

4. ملخص

مقارنة نماذج التنبؤ التي تم إنشاؤها ببيانات مختلفة ، ومعاملات الارتباط R بين قيمة محتوى السكر المتوقعة والسكر الحقيقي

قيمة المحتوى لنموذج التنبؤ بمجموع النطاق الأمثل الذي تم اختياره بواسطة نمذجة تركيبة دورة النطاق هي 0.54 و 0.61 ، على التوالي ، والتي هي

الأكبر من بين النماذج التي تم إنشاؤها مع مجموعات النطاق الأخرى ، ومتوسط ​​الأخطاء النسبية هي 12.6 ٪ و 11.9 ٪ على التوالي ، وهي

أصغر من بين النماذج التي تم إنشاؤها مع مجموعات النطاق الأخرى ، والخطأ المربع الجذر لمجموعة الاختبار صغيرة. يمكن أن نستنتج أن

يكون تأثير التنبؤ للنموذج الأمثل المحدد بعد نمذجة تركيبة دورة النطاق أفضل من تلك الموجودة في مجموعات النطاق الأخرى.