[发明专利]小麦麦穗发芽情况识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及农作物育种及图像识别技术领域，尤其涉及一种小麦 麦穗发芽情况识别方法。

背景技术

小麦穗发芽是指收获前遇到阴雨天气时籽粒在穗上发芽的现象， 穗发芽不仅影响产量，而且严重影响品质(尤其是加工品质)和种用 价值。发生可见穗发芽的麦田一般减产10％左右，严重时会绝收。小 麦穗发芽不仅使小麦显著减产，而且使其加工、营养品质和种用价值 均受到影响，造成严重的经济损失，因此，小麦穗发芽的识别鉴定对 于小麦育种具有重要意义。在一些麦区，小麦收获前常遇到连续阴雨 天气，导致穗发芽发生。近年来，随着农业种植结构的调整，白皮小 麦的种植面积在逐渐扩大，但由于白皮小麦的穗发芽抗性普遍较弱， 因此小麦穗发芽问题日益严重。

小麦穗发芽的鉴定方法和指标有多种，现有测试鉴别小麦穗发芽 的技术有：人工目测方法，主要依靠人的经验判断小麦穗发芽的状 态；以及α-淀粉酶活性测定等方法。

其中，人工目测识别小麦穗发芽方法，早期受主观影响因素较大， 识别结果标准化较差；采用生物化学方法破坏性检测，但这些方法过 于复杂或鉴定指标可靠性较差，α-淀粉酶活性测定过程比较复杂， 效率低；培养皿种子发芽需要较大的实验空间，并要进行水分管理和 连续观察监测，缺乏无损的、能连续监测的技术手段。小麦育种家所 需要的鉴定方法必须具有简便高效的特点，强调其适用性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种快速、有效的小麦麦穗发 芽情况识别方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种小麦麦穗发芽情况识别方 法，包括以下步骤：

S1：采集麦穗高光谱图像；

S2：对所述麦穗高光谱图像进行预处理；

S3：将预处理后的所述麦穗高光谱图像合成得到RGB图像；

S4：在所述RGB图像中选择感兴趣的区域进行分析，得到所述 感兴趣区域的平均光谱；

S5：在特征波段下判断麦穗是否发芽；

S6：计算发芽区域占整个麦穗面积的比例；

S7：提取发芽区域的光谱反射率，判断麦穗的发芽程度；

S8：根据所述发芽区域占整个麦穗面积的比例和光谱反射率，计 算发芽等级。

优选地，所述步骤S2的预处理包括对采集的麦穗高光谱图像进 行拼接，形成BSQ格式的图像的步骤。

优选地，所述步骤S2的预处理包括对采集的麦穗高光谱图像进 行校正、滤波和增强处理的步骤。

优选地，步骤S3具体包括：对预处理后的所述麦穗高光谱图像 提取光谱维对应的特征波长分别为680nm、550nm和450nm的光谱 图像并进行积分转换，合成得到所述RGB图像。

优选地，步骤S4中对感兴趣的区域进行分析具体包括：对所述 感兴趣区域进行放大，提取所述感兴趣区域内每个像素点的光谱，然 后计算平均值。

优选地，所述步骤S1中的高光谱图像的波长范围为400-1000nm。

优选地，步骤S5中所述的特征波段在450～900nm光谱波长范围。

优选地，步骤S5中所述的特征波段为675nm光谱波长。

优选地，步骤S6具体包括：分别对所述感兴趣区域进行阈值分 割，提取小麦穗部发芽区域的像素值和整个麦穗的像素值，根据像素 值的个数来计算分别计算发芽区域和整个麦穗的面积，再求出发芽区 域的总面积占整个麦穗图像面积的百分比，从而得到发芽面积占整个 麦穗的百分比。

(三)有益效果

本发明通过结合了光谱技术和图像技术的高光谱成像对小麦穗 发芽的形态特征以及小麦穗发芽感兴趣区域的光谱信息提取后进行 综合分析，从而实现小麦整个麦穗的穗发芽情况快速识别。相对传统 非成像光谱分析，本发明可直观看出发芽的部位；相对于机器视觉成 像技术，本发明可通过光谱的反射率判断发芽等级，能够在早期更准 确地判断小麦穗发芽情况。

附图说明

图1为根据本发明实施例识别方法的步骤流程示意图。

图2为根据本发明实施例识别方法提取的发芽和未发芽部位的平 均光谱图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。