基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法技术

本发明专利技术属于茶叶叶绿素含量领域，公开了基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，包括：样本采摘；检测茶叶中的叶绿素含量；对茶叶的光谱数据和叶绿素含量之间的相关性分析，筛选敏感波长，得出敏感波长与叶绿素含量之间的响应关系；通过响应关系建立叶绿素含量与光谱数据之间的估测模型；根据待采茶叶的光谱数据中的敏感波长，通过输入到估测模型中，从而获得目标区域的茶叶叶绿素预测值，本发明专利技术可以在茶叶种植过程中，预先获取叶绿素含量值，并根据此指导茶叶的最佳开采期

【技术实现步骤摘要】
基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法


[0001]本专利技术属于茶叶叶绿素含量领域，具体涉及基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法
。

技术介绍

[0002]茶叶源于中国，依据季节采制可分为春茶和夏秋茶，茶叶中含有绿叶素，茶鲜叶中所含色素以叶绿素最多，占鲜叶干重的
024
％
‑
085
％
。
在正常情况下，叶绿素足以掩盖其他色素，使鲜叶呈现出深浅不同的绿色，叶绿素含量随着新梢伸育老化而逐渐增加，叶色也由嫩叶的黄绿向老叶的深绿转变
。
鲜叶中叶绿素含量不同，对茶类的适制性亦不同
。
叶绿素含量高的深绿色鲜叶，制成的绿茶香气高而鲜爽，滋味醇厚，汤色
、
叶底翠绿明亮，品质好
。
[0003]叶绿素，是植物进行光合作用的主要色素，是一类含脂的色素家族，位于类囊体膜
。
叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色，它在光合作用的光吸收中起核心作用
。
叶绿素为镁卟啉化合物，包括叶绿素
a、b、c、d、f
以及原叶绿素和细菌叶绿素等
。
叶绿素不很稳定，光
、
酸
、
碱
、
氧
、
氧化剂等都会使其分解
。
酸性条件下，叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁成为去镁叶绿素
。
叶绿素具有抗癌
、
>抑菌
、
抗氧化等作用，可用于医疗
、
食品
、
化妆品等行业
。
[0004]在茶叶种植
、
采摘的过程中，目前常通过人为经验的方法来判断最佳采摘时期，这种方法不利于保证产品质量的一致性，茶叶中的叶绿素与茶叶的颜色
、
口感息息相关，如果能够在采摘过程中提前获取不同时期的茶叶中叶绿素含量，那么就能指导茶叶的最佳采摘时期，从而保证茶叶产品的质量一致性，且排除人为因素的干扰
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，以解决现有技术中的缺点
。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，包括：
[0008]样本采摘，获取不同采摘期的茶叶光谱数据；
[0009]检测茶叶中的叶绿素含量；
[0010]对茶叶的光谱数据和叶绿素含量之间的相关性分析，筛选敏感波长，得出敏感波长与叶绿素含量之间的响应关系；
[0011]通过响应关系建立叶绿素含量与光谱数据之间的估测模型；
[0012]根据待采茶叶的光谱数据中的敏感波长，通过输入到估测模型中，从而获得目标区域的茶叶叶绿素预测值
。
[0013]进一步的，通过高光谱成像方法来获取茶叶光谱数据
。
[0014]进一步的，采摘茶叶时，分为上
、
中和下三个叶层，上层为采摘层，中层为茎秆层，下层为储藏养分层，并且获取不同叶层的光谱数据
。
[0015]进一步的，采摘茶叶时，分为两个时期采摘，分别为春季采摘和夏秋季采摘，每个时期均采摘两次茶叶
。
[0016]进一步的，每次采摘茶叶不少于
90
个样本
。
[0017]进一步的，相关性分析时，筛选出与叶绿素含量正相关或负相关的敏感波长
。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过光谱数据与不同采摘期的茶叶叶绿素含量先进行拟合，从而获取敏感波长与叶绿素含量之间的特定响应关系，于是可形成估测模型，最终再通过将待采茶叶的光谱数据中的敏感波长输入到估测模型中计算，即可获取预估叶绿素含量值，于是可以在茶叶种植过程中，预先获取叶绿素含量值，并根据此指导茶叶的最佳开采期
。
附图说明
[0019]图1为不同叶层叶片的光谱响应曲线图；
[0020]图2为叶绿素实测值与预估值之间曲线图
。
具体实施方式
[0021]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段
。
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合
。
[0023]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释
。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
[0025]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通
。
对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义
。
[0026]基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，包括以下步骤：
[0027]步骤一：样本采摘：采摘茶叶时，分为上
、
中和下三个叶层，上层为采摘层，中层为茎秆层，下层为储藏养分层，并且获取不同叶层的光谱数据，此外，还需分为两个时期采摘，分别为春季采摘和夏秋季采摘，每个时期采摘三个叶层，每次采摘茶叶不少于
90
个样本；步骤一中获取到不同叶层
、
采摘期的光谱数据
。
[0028]步骤二：光谱反射率与叶绿素含量测定：光谱反射率采用美国生产的
CI
‑
710S
型叶
片光谱分析仪测定，光谱探测范围为
360
～
1100nm
，将样品叶片擦拭干净，平整地置于叶片夹上，在叶片的上
、
中
、
下部位各测量2次，每片叶子获得6条反射光谱曲线，取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，其特征在于，包括：样本采摘，获取不同采摘期的茶叶光谱数据；光谱反射率与叶绿素含量测定；对茶叶的光谱数据和叶绿素含量之间的相关性分析，筛选敏感波长，得出敏感波长与叶绿素含量之间的响应关系；通过响应关系建立叶绿素含量与光谱数据之间的估测模型；根据待采茶叶的光谱数据中的敏感波长，通过输入到估测模型中，从而获得目标区域的茶叶叶绿素预测值
。2.
根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，其特征在于：通过高光谱成像方法来获取茶叶光谱数据
。3.
根据权利要求1所述的基于高光谱成像技术的茶叶叶绿素含量原位检测方法，其特征在于：样本采摘时，分为上
、
中和下三个叶层，上层为采摘层，中层为茎秆层，下层为储藏养分层，并且获取不同叶层的光谱数据
。4.
根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海滨，徐泽，邓敏，陈雪，盛忠雷，商靖，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，
类型：发明
国别省市：