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Nouvelle technologie de caméra pour évaluer la qualité du raisin

Un nouveau caméra estime la douceur et l'acidité du raisin sans le presser.

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

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Qualité du raisin grâce à Qualité du raisin grâce à de nouvelles images et l'acidité du raisin. Une caméra avancée analyse la douceur
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Quand on parle de raisins, savoir à quel point ils sont sucrés et acides, c'est super important. Ça influence la qualité des raisins et le vin qu'on en fait. Dans cette étude, des chercheurs se sont intéressés à un nouveau type de caméra qui peut voir les raisins d’une manière spéciale. Cette caméra permet de déterminer la teneur en sucre (Brix) et l’acidité (pH) des raisins sans avoir besoin de les presser pour en extraire le jus.

Pourquoi les Raisins Comptent

Les raisins, c'est pas que pour manger ; ils sont au cœur de l'industrie du vin. Les récolter au bon moment, c'est crucial pour faire un bon vin. La douceur et l'acidité jouent un rôle important dans la qualité des raisins. Le Brix mesure le sucre dans les raisins, tandis que le pH nous renseigne sur les niveaux d’acidité. Plus le Brix est élevé, plus les raisins sont sucrés, ce qui peut donner un meilleur vin.

Traditionnellement, on presse le jus des raisins, puis on utilise un réfractomètre pour vérifier le Brix, et un pH-mètre pour mesurer l’acidité. Cette méthode prend du temps et demande des efforts, parce qu'il faut presser chaque raisin. Parfois, ça peut mener à des erreurs, surtout si on ne presse pas bien les raisins ou s'ils ne sont pas tous identiques.

La Nouvelle Technologie à la Rescousse

C'est là qu'intervient la nouvelle caméra. Appelée système d’imagerie hyperspectrale instantanée, elle peut examiner la peau du raisin et rassembler plein d'infos sans jus. Cette caméra fonctionne différemment des caméras classiques. Au lieu de juste prendre une photo, elle capture la lumière dans différentes longueurs d’onde, offrant un aperçu détaillé de ce qui se passe à la surface du raisin.

L'étude compare cette nouvelle caméra avec une caméra hyperspectrale à ligne scan. La caméra à ligne scan prend des photos continues des raisins pendant qu'ils passent sur un tapis roulant. La caméra instantanée peut prendre des images d'un coup, ce qui la rend plus pratique, surtout dans les champs où les raisins sont cultivés.

Les Caméras en Action

Les deux caméras ont été testées sur 100 raisins d’une variété spécifique appelée Sheegene 20. Après avoir capturé les images, l’équipe a utilisé deux méthodes pour traiter ces images. Elles ont créé des modèles qui relient les images aux valeurs de Brix et de pH basées sur des mesures réelles de jus prises des raisins.

Alors, qu'est-ce qu'ils ont trouvé ? La caméra instantanée, bien qu'elle ait une gamme de lumière plus petite, a plutôt bien fonctionné. Elle coûtait moins cher, était plus facile à transporter et avait moins de chances de se tromper si quelqu'un la déplaçait pendant la prise de vue.

Comment Ils Ont Fait

Dans l'étude, les raisins ont été pris dans un marché local après avoir mûri. Les deux caméras ont été configurées pour mesurer un certain spectre de lumière. L’équipe a divisé les raisins en portions et les a scannés pour rassembler des images. Ils ont ensuite mesuré le jus de chaque raisin juste après avoir pris les images.

Nettoyage des Données

Après avoir obtenu les images, l'équipe de recherche a dû nettoyer et préparer les données avant de pouvoir tirer des conclusions. Ils ont pris les images brutes et les ont ajustées pour tenir compte de choses comme les changements d'éclairage et les imperfections de la caméra.

Pour la caméra à ligne scan, le processus consistait à vérifier l’éclairage et à déterminer quelle partie des images était uniquement des raisins. Ensuite, ils ont moyenné les données de différentes positions du même raisin pour obtenir une meilleure vue d'ensemble.

La caméra instantanée a utilisé une approche légèrement différente, en ajustant les images sombres et en utilisant un programme informatique pour reconstruire les images en données utilisables.

Faire des Prédictions

Une fois les données prêtes, ils ont utilisé une méthode appelée Régression par moindres carrés partiels (PLSR) pour relier les images aux valeurs de Brix et de pH. Cette technique aide à détecter des motifs et à faire des prévisions basées sur les données collectées.

Ils ont construit des modèles pour les deux types de caméras et ont vérifié la précision de leurs prévisions pour les valeurs de Brix et de pH. Ils ont aussi comparé les résultats des deux caméras pour voir comment elles se situaient l’une par rapport à l’autre.

Les Résultats

Les résultats étaient plutôt prometteurs. Les modèles issus du système à ligne scan ont bien fonctionné pour mesurer le Brix et le pH. La caméra instantanée a également bien réussi, surtout vu qu'elle était plus facile à utiliser et plus économique.

Malgré une gamme de longueurs d’onde plus limitée, les prévisions du système instantané étaient proches de celles du système à ligne scan. Les modèles ont montré qu'ils pouvaient prédire la qualité des raisins uniquement à partir des images.

Vers l'Avenir

L’équipe de recherche a noté qu'il y a encore des améliorations à apporter. Ils suggèrent de travailler sur un meilleur entraînement des algorithmes informatiques utilisés pour la reconstruction d'images. Ça pourrait mener à des résultats encore meilleurs pour comprendre la qualité des raisins.

Ils ont aussi mentionné qu'utiliser un système dédié juste pour l'imagerie des raisins pourrait améliorer les performances. C'est comme avoir des lunettes spéciales juste pour repérer les meilleurs raisins sur le marché.

Conclusion

En résumé, cette étude montre qu'il est possible de rassembler des informations importantes sur les raisins sans les méthodes de pressage traditionnelles. Le nouveau système d’imagerie hyperspectrale instantanée est prometteur pour évaluer la qualité des raisins de manière moins invasive et plus efficace. L’avenir de l’évaluation des raisins s’annonce radieux, et qui sait, peut-être qu’un jour ces raisins seront les stars d’un événement de dégustation de vin juste grâce à cette nouvelle technologie !

Maintenant, si seulement ils pouvaient trouver un moyen de faire en sorte que les raisins aient aussi bon goût qu'ils en ont l'air sur les photos !

Source originale

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

Résumé: 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.

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

Dernière mise à jour: 2024-11-05 00:00:00

Langue: English

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

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

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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