Original Title: Evaluation of Total Soluble Solid in Sonya Watermelon Fruits Using Near Infrared Spectroscopy Hyperspectral Imaging Technique
Source: doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2025.19
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការវាយតម្លៃបរិមាណសារធាតុរឹងរលាយសរុបនៅក្នុងផ្លែឪឡឹកពូជ Sonya ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសរូបភាព Near Infrared Spectroscopy Hyperspectral

ចំណងជើងដើម៖ Evaluation of Total Soluble Solid in Sonya Watermelon Fruits Using Near Infrared Spectroscopy Hyperspectral Imaging Technique

អ្នកនិពន្ធ៖ Pachara Subsueng (Kasetsart University), Anupun Terdwongworakul (Kasetsart University), Arthit Phuangsombut (Kasetsart University), Amorndej Puttipipatkajorn (Kasetsart University), Kaewkarn Phuangsombut (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025, Thai Agricultural Research Journal

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការត្រួតពិនិត្យភាពផ្អែម ឬបរិមាណសារធាតុរឹងរលាយសរុប (TSS) របស់ផ្លែឪឡឹកជាទូទៅទាមទារឱ្យមានការវះកាត់ផ្លែ ដែលបង្កការលំបាក និងចំណាយពេលច្រើនសម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យគុណភាពក្នុងកម្រិតឧស្សាហកម្មកសិកម្ម។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានអភិវឌ្ឍវិធីសាស្ត្រវាយតម្លៃគុណភាពខាងក្នុងផ្លែឪឡឹកដោយមិនបំផ្លាញផ្លែ ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសរូបភាពវិសាលគមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Destructive Testing (Digital Refractometer)
ការធ្វើតេស្តដោយបំផ្លាញគំរូ (ឧបករណ៍វាស់ចំណាំងផ្លាតឌីជីថល)
មានភាពសុក្រឹតខ្ពស់ ងាយស្រួលប្រើប្រាស់ និងជាស្តង់ដារគោលសម្រាប់វាស់កម្រិតភាពផ្អែម (°Bx)។ ទាមទារឱ្យពុះផ្លែ និងកិនយកទឹក ដែលធ្វើឱ្យខូចខាតកសិផល ចំណាយពេលយូរ និងមិនអាចប្រើសម្រាប់តេស្តផ្លែគ្រប់ៗគ្នានៅលើខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម។ ប្រើជាទិន្នន័យគោល (Reference data) ដែលមានចន្លោះរង្វាស់ពី 0.0 ដល់ 53.0%
NIR-HSI with PLSR (Smt+2D+SNV Pretreatment)
ការប្រើប្រាស់រូបភាព NIR-HSI ជាមួយម៉ូដែល PLSR (កែសម្រួលទិន្នន័យដោយធ្វើឱ្យរលោង និងដេរីវេទី២)
មិនបំផ្លាញផ្លែឪឡឹក ដំណើរការលឿន និងអាចបង្ហាញជាផែនទីពីការចែកចាយកម្រិតភាពផ្អែម (TSS Mapping) លើផ្ទៃផ្លែបាន។ ត្រូវការឧបករណ៍ស្កេនដែលមានតម្លៃថ្លៃ និងទាមទារចំណេះដឹងកម្រិតខ្ពស់ផ្នែកវិភាគទិន្នន័យដើម្បីបង្កើតម៉ូដែល PLSR។ ទទួលបានមេគុណទំនាក់ទំនង (r) 0.977 កំហុស (RMSEP) 0.231 °Bx និងតម្លៃលម្អៀង (bias) 0.047។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារការវិនិយោគទុនខ្ពស់លើឧបករណ៍ស្កេនរូបភាពវិសាលគម និងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រសម្រាប់ការវិភាគទិន្នន័យគីមីរូប (Chemometrics) ដែលមានភាពស្មុគស្មាញ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ ដោយផ្តោតលើផ្លែឪឡឹកពូជ Sonya ចំនួន ១០០ ផ្លែដែលប្រមូលផលពីខេត្តសុផាន់បុរី។ ទិន្នន័យនេះអាចមានភាពលម្អៀងទៅលើលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុ និងដីនៅប្រទេសថៃ ដែលអាចធ្វើឱ្យម៉ូដែលមិនទាន់អាចអនុវត្តបានភ្លាមៗ ១០០% សម្រាប់ឪឡឹកដែលដាំដុះនៅកម្ពុជាឡើយ។ សម្រាប់កម្ពុជា វាចាំបាច់ណាស់ក្នុងការប្រមូលទិន្នន័យឪឡឹកក្នុងស្រុកដើម្បីកែសម្រួល (Calibrate) ម៉ូដែលនេះឡើងវិញ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេសនេះមានសក្តានុពល និងអត្ថប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់វិស័យកសិកម្មនៅកម្ពុជា ជាពិសេសសម្រាប់ការចាត់ថ្នាក់គុណភាពកសិផលសម្រាប់ប្រកួតប្រជែងលើទីផ្សារ។

ទោះបីជាការតម្លើងប្រព័ន្ធនេះតម្រូវឱ្យមានដើមទុនខ្ពស់ដំបូងក៏ដោយ តែវានឹងជួយជំរុញស្តង់ដារគុណភាពកសិផលកម្ពុជាឱ្យមានភាពប្រកួតប្រជែងខ្ពស់ស្របតាមទីផ្សារអន្តរជាតិ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ Chemometrics: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមរៀនពីបច្ចេកទេសវិភាគទិន្នន័យវិសាលគម (Spectral data analysis) និងម៉ូដែល Partial Least Squares Regression (PLSR) ដោយប្រើប្រាស់កម្មវិធី Python (scikit-learn)
  2. ប្រមូលទិន្នន័យគំរូឪឡឹកក្នុងស្រុក: ចុះប្រមូលផ្លែឪឡឹកពីកសិដ្ឋានក្នុងខេត្តសៀមរាប ឬបន្ទាយមានជ័យ រួចវាស់ភាពផ្អែម (TSS) ដោយប្រើ Digital Refractometer ដើម្បីបង្កើតជាមូលដ្ឋានទិន្នន័យកម្រិតភាពផ្អែមរបស់ពូជឪឡឹកកម្ពុជា។
  3. ធ្វើការសាកល្បងជាមួយឧបករណ៍ NIR ខ្នាតតូច: ដោយសារប្រព័ន្ធ NIR-HSI មានតម្លៃថ្លៃ គួរចាប់ផ្តើមសាកល្បងប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ Portable NIR Spectrometer តម្លៃសមរម្យជាមុនសិន ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ការធ្វើតេស្តដោយមិនបំផ្លាញគំរូ។
  4. អភិវឌ្ឍម៉ូដែល Machine Learning: ប្រើប្រាស់ទិន្នន័យដែលប្រមូលបានដើម្បីបង្វឹកម៉ូដែល និងអនុវត្តការកែសម្រួលទិន្នន័យ (Pretreatment) តាមវិធីសាស្ត្រ Savitzky-Golay និង SNV ដើម្បីកាត់បន្ថយរំខានសញ្ញា (Noise)។
  5. ស្វែងរកភាពជាដៃគូជាមួយវិស័យឯកជន: បង្ហាញលទ្ធផលស្រាវជ្រាវបឋមដល់ក្រុមហ៊ុននាំចេញកសិផល ឬផ្សារទំនើប ដើម្បីស្វែងរកមូលនិធិគាំទ្រក្នុងការទិញឧបករណ៍ Hyperspectral Imaging System ពេញលេញសម្រាប់ពង្រីកការស្រាវជ្រាវ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Near-infrared hyperspectral imaging (NIR-HSI) (បច្ចេកទេសរូបភាពវិសាលគមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត) ជាបច្ចេកទេសរួមបញ្ចូលគ្នារវាងការថតរូប និងការវិភាគវិសាលគមពន្លឺ (ពន្លឺដែលភ្នែកមនុស្សមើលមិនឃើញ) ដើម្បីពិនិត្យមើលសមាសធាតុគីមី និងរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងនៃវត្ថុមួយដោយមិនចាំបាច់កាត់ ឬបំផ្លាញវា។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ វាត្រូវបានប្រើដើម្បីថតមើលកម្រិតជាតិស្ករក្នុងផ្លែឪឡឹក។ ដូចជាការប្រើម៉ាស៊ីនអ៊ិចរ៉េ (X-ray) ដែលអាចមើលធ្លុះដល់ខាងក្នុងផ្លែឈើ ដើម្បីដឹងថាវាផ្អែមឬអត់ដោយមិនបាច់ពុះវា។
Total Soluble Solid (TSS) (បរិមាណសារធាតុរឹងរលាយសរុប) ជារង្វាស់នៃបរិមាណសារធាតុរឹង (ភាគច្រើនជាជាតិស្ករ ដូចជាហ្វ្រុកតូស និងគ្លុយកូស) ដែលរលាយនៅក្នុងទឹកនៃវត្ថុរាវណាមួយ។ សម្រាប់ផ្លែឈើ តម្លៃនេះ (គិតជាឯកតា °Bx ឬ Brix) ត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាសូចនាករសម្រាប់កំណត់កម្រិតភាពផ្អែមរបស់វា។ ដូចជាការវាស់មើលថាតើមានស្ករប៉ុន្មានស្លាបព្រាដែលបានរលាយចូលទៅក្នុងទឹកមួយកែវ។
Partial least squares regression (PLSR) (តំរែតំរង់បំណែកការ៉េអប្បបរមា) ជាបច្ចេកទេសស្ថិតិ និងម៉ាស៊ីនរៀន (Machine Learning) សម្រាប់បង្កើតម៉ូដែលគណិតវិទ្យាដែលភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងរវាងអថេរពីរក្រុម (ឧទាហរណ៍៖ ទិន្នន័យនៃការស្រូបពន្លឺរបស់សំបក និងកម្រិតភាពផ្អែមខាងក្នុង) ដើម្បីទស្សន៍ទាយលទ្ធផលនៃទិន្នន័យថ្មីដែលមិនទាន់ដឹង។ ដូចជាអ្នកជំនាញម្នាក់ដែលរៀនចំណាំទម្រង់ពន្លឺដែលជះចេញពីសំបកឪឡឹក ដើម្បីអាចទាយដឹងថាឪឡឹកនោះផ្អែមកម្រិតណាដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
Hypercube (ទិន្នន័យគូបបីវិមាត្រ) ជាទម្រង់ទិន្នន័យបីវិមាត្រ (3D) ដែលទទួលបានពីការស្កេនដោយម៉ាស៊ីន Hyperspectral ដោយអ័ក្សពីរ (x, y) បង្ហាញពីទីតាំងភូមិសាស្ត្រនៃរូបភាព និងអ័ក្សទីបី (z) បង្ហាញពីតម្លៃវិសាលគមពន្លឺនៅគ្រប់ចំណុចភីកសែលនីមួយៗ។ ទិន្នន័យនេះជួយឱ្យគេអាចបង្កើតផែនទីបង្ហាញភាពផ្អែមលើផ្ទៃផ្លែឈើបាន។ ដូចជាសៀវភៅមួយក្បាលដែលទំព័រនីមួយៗជារូបថតនៃផ្លែឪឡឹកតែមួយ ប៉ុន្តែថតក្នុងរលកពន្លឺពណ៌ខុសៗគ្នាជាច្រើនសន្លឹក។
Savitzky-Golay smoothing (ការធ្វើឱ្យរលោងដោយវិធីសាស្រ្ត Savitzky-Golay) ជាក្បួនអាល់កូរីតគណិតវិទ្យាដែលប្រើសម្រាប់កែសម្រួលទិន្នន័យរលកសញ្ញា (Signal data) ឱ្យរលោង ដើម្បីកាត់បន្ថយរំខានសញ្ញា (Noise) ផ្សេងៗដោយមិនធ្វើឱ្យបាត់បង់ទម្រង់កំពូល (Peaks) សំខាន់ៗនៃទិន្នន័យដើមឡើយ។ ដូចជាការប្រើដែកអ៊ុតដើម្បីអ៊ុតខោអាវដែលជ្រួញឱ្យត្រង់ស្អាត ងាយស្រួលមើលម៉ូដ ដោយមិនធ្វើឱ្យខូចសាច់ក្រណាត់។
Standard normal variate (SNV) (អថេរធម្មតាស្តង់ដារ) ជាបច្ចេកទេសកែសម្រួលទិន្នន័យវិសាលគម (Pretreatment) មុនពេលធ្វើការវិភាគ ដើម្បីកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺ (Light scattering) ដែលបណ្តាលមកពីរូបរាង កម្រាស់ ឬទំហំគ្រាប់ភាគល្អិតមិនស្មើគ្នានៃគំរូ។ ដូចជាការកែតម្រូវពន្លឺរូបថត (Brightness/Contrast) ដែលថតនៅកន្លែងងងឹតពេក ឬភ្លឺពេក ឱ្យមកកម្រិតច្បាស់ស្តង់ដារដូចគ្នាមុននឹងយកទៅលាងផ្តិត។
Root mean square error of prediction (RMSEP) (ឫសការ៉េនៃកំហុសមធ្យមក្នុងការទស្សន៍ទាយ) ជារង្វាស់ស្ថិតិដែលបង្ហាញពីភាពខុសគ្នារវាងតម្លៃដែលម៉ូដែលបានទស្សន៍ទាយ និងតម្លៃពិតប្រាកដដែលបានវាស់វែងដោយដៃ។ តម្លៃ RMSEP កាន់តែតូច បញ្ជាក់ថាម៉ូដែលនោះអាចទស្សន៍ទាយបានកាន់តែសុក្រឹត និងត្រឹមត្រូវ។ ដូចជាការប្រឡងបាញ់ធ្នូ ប្រសិនបើព្រួញភាគច្រើនរបស់អ្នកបាញ់ចំជិតចំណុចកណ្តាលបំផុត នោះមានន័យថាកំហុស (RMSEP) របស់អ្នកគឺតូចបំផុត។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖