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原文传递一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法

专利名称：	一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法
摘要：	本发明公开了一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，涉及对于关键粮食农作物品种真实性检测技术领域，具体为一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，包括以下步骤：S110、基于卤素灯光源波长下采集多类不同品种的杂交水稻种子样本的高光谱图像。本发明通过切割提取水稻种子单粒图像，通过完整图像计算获得每类单粒种子样品的平均光谱反射率，进行一步提高采集数据的可信度与准确度，通过利用训练好的种子种类鉴定模型可以自动对已经提取好的杂交水稻种子的平均光谱信息进行种类的判定，同时可以快速的对需要判别的多类的杂交水稻种子的种类进行鉴定，同时使得整个过程更加快速便捷，并且实现无损判别。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南农业大学
发明人：	龙拥兵;叶文超;周明;施震渺;梁俊涛
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-02T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
申请号：	CN202111456023.X
公开号：	CN114136920A
代理机构：	上海德誉达专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	夏燕
分类号：	G01N21/359;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/359
申请人地址：	510000 广东省广州市天河区五山路483号
主权项：	1.一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，包括以下步骤： S110、基于卤素灯光源波长下采集多类不同品种的杂交水稻种子样本的高光谱图像； S120、提取每类品种的单粒杂交水稻种子在卤素灯光源波长下采集的高光谱图像中的完整种子图像； S130、计算每类每粒水稻种子的单位像素下种子的平均光谱反射率； S140、根据在基于近红外高光谱成像技术下获得的在卤素灯光源下每类杂交水稻种子的单位像素平均的光谱反射率与相应的杂交水稻种子品种的信息生成相应的训练样本； S150、获得采集杂交水稻种子样品对应的训练样本对初始的分类模型进行训练，得到各所述基于高光谱的杂交水稻种子样品的真实性的判别模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，所述步骤S110中，进一步的包括以下步骤：在设定光源波长范围内，将以设定波长间隔采集每个品种下每粒水稻种子样品的高光谱图像信息，可以无损、快速获得每类杂交水稻种子的光谱信息。 3.根据权利要求1所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，所述步骤S120中，进一步的包括以下步骤：在卤素灯光源波长下对多类多粒杂交水稻种子的样品进行拍摄图像，得到完整清晰的高光谱图像。 4.如权利要求3所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，所述步骤S120中，进一步的包括以下步骤：在卤素灯光源下采集的杂交水稻种子高光谱图像中选取其中一个波长下种子图像清晰的图像，利用最大二值牛津算法从选取的高光谱图像中分割提取出各粒样品种子的种子的图像；利用最大二值牛津算法将获得采集的高光谱图像中卤素灯源下近红外光源波长范围内的高光谱图像。 5.如权利要求2所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，采用的高光谱拍摄相机为近红外镜头故拍摄的光源的波长范围为800mn～1700mn。 6.根据权利要求1所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，所述步骤S130中，进一步的包括以下步骤：分别在卤素灯光源下采集标准白板的高光谱图像，并采集相应的黑帧的图像；通过计算在同一个光源波长上采集得到的水稻种子的高光谱图像减去所得到的黑帧图像最后获得高光谱和相应光源下得到采集到标准白板得高光谱图像减去采集得黑帧得图像得到得高光谱图像中相应得像素点位置得灰度值得比值，最终获得经过校正得高光谱图像的每类每粒杂交水稻种子的完整图像的各个的像素点下的光谱反射率；分别对采集每粒所述的样本杂交水稻种子完整单粒种子下所有像素点的光谱反射率计算平均值，最终获得采集每类杂交水稻种子每粒样品下在单位像素的平均光谱反射率。 7.根据权利要求1所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，所述步骤S140中，进一步的包括以下步骤：对由多类每粒水稻种子样本对应的在卤素灯光源下采集的单位像素平均光谱反射率构建一个经过校正的原始的光谱曲线并对采集好的曲线进行平滑与多元散射预处理，得到每类杂交水稻种子在近红外高光谱相机下的单位像素下平均高光谱反射率分别经过平滑预处理与多元散射预处理的处理结果；最后根据获得每类每粒杂交水稻种子分别经过平滑预处理与多元散射预处理方法得到的结果与其相应类别的品种信息生产一个训练样本。 8.一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法，其特征在于，利用如权利要求1至7中任意一项所述的种类鉴定模型对所采集的多类杂交水稻种子的品种的进行鉴别。 9.一种基于如权利要求1-8任一项所述的高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定方法所采用的设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。 10.如权利要求9所述的一种基于高光谱的单粒杂交水稻种子种类鉴定设备，其特征在于，还包括：两个卤素灯光源，架设在近红外高光谱相机的镜头周围，用于提供均匀照射杂交水稻种子的光源；高光谱相机，用于在所述的卤素灯光源照射所述多类杂交水稻种子的情况下拍摄所述每一类杂交水稻种子的高光谱图像。
所属类别：	发明专利