Original Title: The Evaluation of Total Soluble Solid on Sugar cane Stalk using Near Infrared Spectroscopy Hyperspectral Imaging Technique
Source: doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2022.23
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការវាយតម្លៃបរិមាណសារធាតុរឹងរលាយសរុបនៅលើដើមអំពៅ ដោយប្រើបច្ចេកទេសរូបភាព Near Infrared Spectroscopy Hyperspectral Imaging

ចំណងជើងដើម៖ The Evaluation of Total Soluble Solid on Sugar cane Stalk using Near Infrared Spectroscopy Hyperspectral Imaging Technique

អ្នកនិពន្ធ៖ Jirawat Chiatrakul, Kaewkarn Phuangsombut, Anupun Terdwongworakul, Arthit Phuangsombut

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2022, Thai Agricultural Research Journal

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការវាស់ស្ទង់គុណភាពអំពៅតាមវិធីប្រពៃណីទាមទារការបំផ្លាញគំរូ និងចំណាយពេលយូរ ដូច្នេះការសិក្សានេះស្វែងរកវិធីសាស្ត្រមិនបំផ្លាញគំរូដើម្បីវាយតម្លៃបរិមាណសារធាតុរឹងរលាយសរុប (Total Soluble Solid - TSS) របស់អំពៅ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសរូបភាព Near Infrared Hyperspectral Imaging (NIR-HSI) ដើម្បីបង្កើតម៉ូដែលទស្សន៍ទាយតម្លៃ TSS ពីដើមអំពៅពូជខនកែន ៣ (Khon Kaen 3)។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Conventional Laboratory Method (Digital Refractometer)
វិធីសាស្ត្រមន្ទីរពិសោធន៍ប្រពៃណី (ប្រើឧបករណ៍វាស់កម្រិតចំណាំងបែរឌីជីថល)
ផ្តល់លទ្ធផលច្បាស់លាស់ និងត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាស្តង់ដារយោង (Reference method) សម្រាប់ការវាស់វែងកម្រិតស្ករ។ ទាមទារការកិនពូតយកទឹកអំពៅ ដែលជាការបំផ្លាញគំរូ ចំណាយពេលយូរ និងមានភាពស្មុគស្មាញក្នុងការរៀបចំ។ ប្រើជាតម្លៃយោងសម្រាប់ការវិភាគភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ូដែល។
NIR-HSI on Sugarcane Stalk (With Wax)
ការស្កេនរូបភាពអ៊ិនហ្វ្រារ៉េដ (NIR-HSI) លើដើមអំពៅដែលមានក្រមួនធម្មជាតិ
អាចវាស់តម្លៃបានលឿន និងមិនបំផ្លាញគំរូ ដោយមិនចាំបាច់មានជំហានរៀបចំសម្អាតផ្ទៃដើមអំពៅមុនពេលស្កេន។ ក្រមួនធម្មជាតិនៅលើសំបកអំពៅធ្វើឱ្យពន្លឺខ្ចាត់ខ្ចាយ និងមិនអាចឆ្លុះចូលបានជ្រៅ ដែលបណ្តាលឱ្យលទ្ធផលទស្សន៍ទាយមានភាពត្រឹមត្រូវទាប។ R² = 0.81, SEP = 1.30 °Brix, និង RPD = 2.31
NIR-HSI on Sugarcane Stalk (Without Wax)
ការស្កេនរូបភាពអ៊ិនហ្វ្រារ៉េដ (NIR-HSI) លើដើមអំពៅដែលបានយកក្រមួនចេញ
ការសម្អាតក្រមួនជួយឱ្យពន្លឺជ្រៀតចូលបានល្អ កាត់បន្ថយការខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺ និងផ្តល់នូវម៉ូដែលទស្សន៍ទាយដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុត។ តម្រូវឱ្យមានការបន្ថែមជំហានក្នុងការសម្អាតក្រមួនចេញពីសំបកអំពៅ ដែលអាចបង្កើនពេលវេលាបន្តិចបន្តួចមុនពេលស្កេន។ R² = 0.87, SEP = 0.97 °Brix, និង RPD = 2.77 (ម៉ូដែលល្អបំផុត)

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តបច្ចេកទេសស្រាវជ្រាវនេះទាមទារការវិនិយោគខ្ពស់លើឧបករណ៍ស្កេនកម្រិតខ្ពស់ កាមេរ៉ាពិសេស និងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រសម្រាប់វិភាគទិន្នន័យ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ ដោយប្រមូលទិន្នន័យលើគំរូអំពៅពូជខនកែន៣ (Khon Kaen 3) ចំនួន៣០០ដើម ពីតំបន់ដាំដុះក្នុងខេត្តសុផាន់បុរី។ ភាពលម្អៀងនៃទិន្នន័យនេះមានសារៈសំខាន់ចំពោះកម្ពុជា ដោយសារលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុ គុណភាពដី និងពូជអំពៅក្នុងស្រុកអាចមានភាពខុសគ្នា ដែលទាមទារឱ្យមានការប្រមូលទិន្នន័យគំរូពីតំបន់ដាំដុះជាក់ស្តែងក្នុងប្រទេសដើម្បីកែតម្រូវម៉ូដែល។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេសនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ជួយដល់វិស័យកសិ-ឧស្សាហកម្ម និងរោងចក្រស្ករសនៅកម្ពុជា ក្នុងការវាយតម្លៃភាពទុំនិងគុណភាពអំពៅដោយមិនបំផ្លាញដើម។

ជារួម ការអភិវឌ្ឍនិងប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស NIR-HSI ឬឧបករណ៍ NIR ចល័ត អាចកាត់បន្ថយពេលវេលានិងកម្លាំងពលកម្មក្នុងការវាយតម្លៃគុណភាពអំពៅ ព្រមទាំងជួយលើកកម្ពស់ស្តង់ដារផលិតកម្មនៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជាឱ្យកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះពីបច្ចេកវិទ្យា NIR និង Chemometrics: ចាប់ផ្តើមស្វែងយល់ពីគោលការណ៍នៃសញ្ញា Near-Infrared (NIR), ការស្រូបយកពន្លឺដោយម៉ូលេគុល និងបច្ចេកទេសវិភាគទិន្នន័យពហុអថេរដូចជា Partial Least Squares Regression (PLSR) និង Principal Component Analysis (PCA) តាមរយៈវគ្គសិក្សាអនឡាញ។
  2. អនុវត្តការប្រើប្រាស់កម្មវិធីកែច្នៃទិន្នន័យ: ហ្វឹកហាត់ប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រដូចជា The Unscrambler ឬប្រើភាសា Python (Scikit-Learn) ដើម្បីរៀនពីរបៀបកែច្នៃទិន្នន័យ (Pre-processing) ដូចជាការធ្វើ Savitzky-Golay Smoothing & Derivatives លើទិន្នន័យ Spectrum ដែលអាចរកបានដោយសេរី (Open datasets)។
  3. ប្រមូលទិន្នន័យជាក់ស្តែងជាមួយពូជអំពៅក្នុងស្រុក: សហការជាមួយសហគមន៍កសិកម្ម ឬរោងចក្រស្ករស ដើម្បីប្រមូលគំរូអំពៅ ធ្វើការវាស់កម្រិត Brix ដោយប្រើ Digital Refractometer ជាទិន្នន័យគោល បើប្រៀបធៀបជាមួយទិន្នន័យស្កេនពីឧបករណ៍ Portable NIR ជំនួសឱ្យប្រព័ន្ធ HSI ដ៏មានតម្លៃថ្លៃក្នុងដំណាក់កាលដំបូង។
  4. អភិវឌ្ឍនិងសាកល្បងម៉ូដែលទស្សន៍ទាយសម្រាប់កម្ពុជា: យកទិន្នន័យដែលប្រមូលបានមកបែងចែកជា Calibration Set និង Validation Set ដើម្បីសាកល្បងបង្កើតសមីការទស្សន៍ទាយកម្រិតស្ករសរុប (TSS) ដោយគិតគូរពីកត្តាការសម្អាតក្រមួនចេញពីសំបកអំពៅ ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលល្អបំផុត។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Near-infrared hyperspectral imaging (NIR-HSI) (រូបភាព Near-infrared hyperspectral) បច្ចេកទេសថតរូបកម្រិតខ្ពស់ដែលចាប់យកពន្លឺអ៊ិនហ្វ្រារ៉េដ (ដែលភ្នែកមនុស្សមើលមិនឃើញ) នៅលើរលកពន្លឺរាប់រយផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីវិភាគសមាសធាតុគីមីរបស់វត្ថុណាមួយ (ដូចជាដើមអំពៅ) ដោយមិនចាំបាច់កាត់ ឬបំផ្លាញវា។ ដូចជាការប្រើកាមេរ៉ាវេទមន្តដែលអាចមើលធ្លុះដល់សាច់ខាងក្នុងនៃផ្លែឈើ ដើម្បីដឹងថាវាផ្អែមឬអត់ ដោយមិនបាច់បកសំបកឬខាំវា។
Total soluble solid (TSS) (សារធាតុរឹងរលាយសរុប) រង្វាស់នៃបរិមាណសារធាតុដែលរលាយក្នុងទឹកសរុប (ភាគច្រើនគឺស្ករ) នៅក្នុងរាវ ដែលជាសូចនាករចម្បងសម្រាប់វាស់កម្រិតភាពផ្អែមរបស់ផ្លែឈើ ឬអំពៅ (គិតជាឯកតាដឺក្រេ Brix)។ ដូចជាការថ្លឹងមើលថាតើមានស្ករប៉ុន្មានស្លាបព្រាដែលបានរលាយចូលក្នុងទឹកមួយកែវ។
Partial Least Squares Regression (PLSR) (តំរែតំរង់ការ៉េអប្បបរមាដោយផ្នែក) វិធីសាស្ត្រស្ថិតិ និងគណិតវិទ្យាដែលប្រើសម្រាប់ស្វែងរកទំនាក់ទំនងរវាងទិន្នន័យស្មុគស្មាញពីរក្រុម (ឧ. ទិន្នន័យរលកពន្លឺ Spectrum និងកម្រិតស្ករជាក់ស្តែង) ដើម្បីបង្កើតម៉ូដែលសម្រាប់ទស្សន៍ទាយលទ្ធផល។ ដូចជាការរកមើលលំនាំដដែលៗនៃរូបរាងកាយមនុស្ស (កម្ពស់ ទម្ងន់ និងអាយុ) ដើម្បីទាយដឹងពីទំហំអាវដែលគាត់ត្រូវពាក់ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ។
Savitzky-Golay derivative (ដេរីវេ Savitzky-Golay) បច្ចេកទេសកែច្នៃទិន្នន័យ (Pre-processing) មុនការវិភាគ ដែលជួយរំលីង (Smooth) ខ្សែក្រាហ្វិក និងកាត់បន្ថយសញ្ញារំខាន (Noise) ពីឧបករណ៍វាស់ ដើម្បីបង្ហាញពីចំណុចសំខាន់ៗនៃទិន្នន័យ (Peaks) ឱ្យកាន់តែច្បាស់។ ដូចជាការប្រើកម្មវិធីកែរូបថតដើម្បីបំបាត់ស្នាមអុចៗនៅលើផ្ទៃមុខ ធ្វើឱ្យរូបភាពមើលទៅរលោង ច្បាស់ល្អ និងងាយស្រួលសម្គាល់អត្តសញ្ញាណ។
Spatial mapping (ការបង្កើតផែនទីលំហ) ការបំប្លែងទិន្នន័យពីម៉ូដែលគណិតវិទ្យាទៅជារូបភាពពណ៌ ដែលបង្ហាញពីការចែកចាយនៃសារធាតុគីមីណាមួយ (ដូចជាជាតិស្ករ) នៅលើផ្ទៃរបស់វត្ថុ ឧទាហរណ៍ ពណ៌ក្រហមតំណាងឱ្យទីតាំងមានស្ករច្រើន និងពណ៌ខៀវតំណាងឱ្យទីតាំងមានស្ករតិច។ ដូចជាផែនទីអាកាសធាតុនៅលើទូរទស្សន៍ ដែលប្រើពណ៌ក្រហមសម្រាប់តំបន់ក្តៅ និងពណ៌ខៀវសម្រាប់តំបន់មានភ្លៀងធ្លាក់។
Standard Error of Prediction (SEP) (កំហុសស្តង់ដារនៃការទស្សន៍ទាយ) តម្លៃដែលបង្ហាញពីកម្រិតភាពខុសគ្នារវាងលទ្ធផលដែលម៉ូដែលកុំព្យូទ័របានទស្សន៍ទាយ និងលទ្ធផលពិតប្រាកដដែលបានមកពីការវាស់ស្ទង់ជាក់ស្តែងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។ ដូចជាការបាញ់ព្រួញទៅកាន់ផ្ទាំងគោលដៅ បើតម្លៃកំហុសកាន់តែតូច មានន័យថាព្រួញបាញ់ចូលកៀកចំកណ្តាលគោលដៅបំផុត។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖