Simple Science

Ciencia de vanguardia explicada de forma sencilla

# Física # Física aplicada # Visión por Computador y Reconocimiento de Patrones # Óptica

Nueva tecnología de cámaras para evaluar la calidad de las uvas

Una nueva cámara estima la dulzura y acidez de las uvas sin necesidad de exprimirlas.

Mads Svanborg Peters, Mads Juul Ahlebæk, Mads Toudal Frandsen, Bjarke Jørgensen, Christian Hald Jessen, Andreas Krogh Carlsen, Wei-Chih Huang, René Lynge Eriksen

― 6 minilectura


Calidad de Uva a Través Calidad de Uva a Través de Nuevas Imágenes y acidez de las uvas. Una cámara avanzada analiza la dulzura
Tabla de contenidos

Cuando se trata de uvas, saber qué tan dulces son y cuán ácidas pueden ser es importante. Esto afecta la calidad de las uvas y del vino que se hace con ellas. En este estudio, los investigadores miraron un nuevo tipo de cámara que puede ver las uvas de una manera especial. Esta cámara ayuda a averiguar el contenido de azúcar (Brix) y la acidez (PH) de las uvas sin necesidad de exprimirlas para obtener jugo.

Por qué Importan las Uvas

Las uvas no son solo para comer; son el corazón de la industria del vino. Cosecharlas en el momento adecuado es clave para hacer un buen vino. La dulzura y la acidez son factores importantes para determinar la calidad de las uvas. Brix mide el azúcar en las uvas, mientras que el pH nos dice sobre los niveles de acidez. Un Brix más alto significa uvas más dulces, que pueden hacer un mejor vino.

Tradicionalmente, se obtiene jugo de las uvas, y luego un dispositivo llamado refractómetro mide el Brix, mientras que un medidor de pH mide la acidez. Este método requiere tiempo y esfuerzo, ya que tienes que exprimir cada uva. A veces, esto puede llevar a errores, especialmente si no exprimes las uvas de la manera correcta o si no todas las uvas son iguales.

Nueva Tecnología al Rescate

Ahí es donde entra la nueva cámara. Se llama sistema de imágenes hiperespectrales instantáneas, y puede mirar la piel de una uva y recopilar mucha información sin jugo. Esta cámara funciona de manera diferente a las cámaras comunes. En lugar de simplemente tomar un foto, captura luz en diferentes longitudes de onda, ofreciendo una mirada detallada a lo que está sucediendo en la superficie de la uva.

El estudio compara esta nueva cámara con una cámara hiperespectral de escaneo en línea. La cámara de escaneo en línea funciona tomando fotos continuas de las uvas a medida que se mueven por una cinta transportadora. La cámara instantánea puede tomar imágenes de una vez, haciéndola más fácil de usar, especialmente en el campo donde se cultivan las uvas.

Las Cámaras en Acción

Ambas cámaras fueron probadas en 100 uvas de una variedad específica llamada Sheegene 20. Después de capturar las imágenes, el equipo usó dos métodos para procesarlas. Crearon modelos que relacionaban las fotos con los valores de Brix y pH basados en mediciones reales de jugo tomadas de las uvas.

Entonces, ¿qué encontraron? La cámara instantánea, a pesar de tener un rango menor de luz que podía ver, funcionó bastante bien. Costaba menos, era más fácil de llevar y tenía menos probabilidades de fallar si alguien la movía mientras tomaba fotos.

Cómo Lo Hicieron

En el estudio, se tomaron uvas de un mercado local después de que maduraron. Ambas cámaras se configuraron para medir un cierto rango de luz. El equipo dividió las uvas en porciones y las escaneó para recopilar imágenes. Luego midieron el jugo de cada uva justo después de capturar las imágenes.

Limpiando los Datos

Después de obtener las imágenes, el equipo de investigación tuvo que limpiar y preparar los datos antes de poder sacar conclusiones. Tomaron las imágenes en bruto y las ajustaron para tener en cuenta cosas como cambios de iluminación e imperfecciones de la cámara.

Para la cámara de escaneo en línea, el proceso implicó revisar la iluminación y averiguar qué parte de las imágenes eran solo uvas. Después de eso, promediaron los datos de diferentes posiciones de la misma uva para obtener una mejor imagen de la uva en general.

La cámara instantánea utilizó un enfoque ligeramente diferente, ajustándose a imágenes oscuras y usando un programa de computadora para reconstruir las imágenes en datos utilizables.

Haciendo Predicciones

Una vez que los datos estaban listos, utilizaron un método llamado Regresión de Mínimos Cuadrados Parciales (PLSR) para relacionar las imágenes con los valores de Brix y pH. Esta técnica ayuda a encontrar patrones y hacer predicciones basadas en los datos recopilados.

Construyeron modelos para ambos tipos de cámaras y vieron qué tan bien podían predecir los valores de Brix y pH. También compararon los resultados de ambas cámaras para ver cómo se comparaban entre sí.

Los Resultados

Los resultados fueron bastante prometedores. Los modelos construidos a partir del sistema de escaneo en línea funcionaron bien al medir Brix y pH. La cámara instantánea también hizo un buen trabajo, especialmente si se considera que era más fácil de usar y más económica.

A pesar de tener menos longitudes de onda, las predicciones del sistema instantáneo estaban cerca de las del sistema de escaneo en línea. Los modelos mostraron que podían predecir con éxito la calidad de las uvas basándose solo en las imágenes.

Mirando Hacia Adelante

El equipo de investigación notó que todavía hay margen para mejorar. Sugieren trabajar en un mejor entrenamiento para los algoritmos de computadora utilizados para la reconstrucción de imágenes. Esto podría llevar a resultados aún mejores en la comprensión de la calidad de las uvas.

También mencionaron que usar un sistema dedicado solo para la imagen de las uvas podría mejorar el rendimiento. Es como tener un par de gafas especiales solo para detectar las mejores uvas en el mercado.

Conclusión

En resumen, este estudio muestra que es posible recopilar información importante sobre las uvas sin métodos tradicionales de extracción de jugo. El nuevo sistema de imágenes hiperespectrales instantáneas es prometedor para evaluar la calidad de las uvas de una manera menos invasiva y más eficiente. El futuro de la evaluación de uvas se ve brillante, y quién sabe, ¡quizás algún día esas uvas serán las estrellas de un evento de degustación de vinos solo por esta nueva tecnología!

Ahora, si tan solo pudieran encontrar una manera de hacer que las uvas supieran tan bien como se ven en las fotos.

Fuente original

Título: Investigating the Applicability of a Snapshot Computed Tomography Imaging Spectrometer for the Prediction of Brix and pH of Grapes

Resumen: In this paper, a recently developed snapshot hyperspectral imaging (HSI) system based on Computed Tomography Imaging Spectroscopy (CTIS) is utilized to determine Brix and pH values in Sheegene 20 table grapes through Partial Least Squares Regression (PLSR) modeling. The performance of the CTIS system is compared with that of a state-of-the-art line scan HSI system by imaging 100 grapes across both platforms. Reference measurements of Brix and pH values are obtained directly using a refractometer and a pH meter, as these parameters are essential for assessing the quality of table and wine grapes. The findings indicate that the spectra captured by the CTIS camera correlate well with the reference measurements, despite the system's narrower spectral range. The CTIS camera's advantages, including its lower cost, portability, and reduced susceptibility to motion errors, highlight its potential for promising in-field applications in grape quality assessment.

Autores: Mads Svanborg Peters, Mads Juul Ahlebæk, Mads Toudal Frandsen, Bjarke Jørgensen, Christian Hald Jessen, Andreas Krogh Carlsen, Wei-Chih Huang, René Lynge Eriksen

Última actualización: 2024-11-05 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.03114

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.03114

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

Artículos similares