[发明专利]基于红外热图像的林木种子活力快速检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速、准确、对种子无损的种子活力快速检测系统。

技术背景

种子活力的检测是农、林业发展的重要一环，它直接影响农业生产和自然环境等民生问题。数据显示每年生产的种子当中有25％存在质量问题，造成的经济损失达到数亿美元。因此，对种子活力检测方法准确地掌握、合理地选取和精确地应用不仅提高了种子活力测定效率，更间接地推动了整个农、林业及其衍生行业的发展。

传统的种子活力检测方法，如：ATP含量测定、酶活性的测定、葡萄糖代谢的测定、呼吸强度的测定、电导率法、发芽速度测定、幼苗生长测定、冷冻测定和加速老化测定等，虽然可以准确的预测种子活力，但其缺点如下：

(1)检测周期长，不能快速检测出种子活力；

(2)不能实现无损伤检测，被测种子经检验后不能继续使用；

(3)检测工作量大，浪费大量人力、物力和财力。

种子在萌发过程中存在着规律性的温度变化，不同活力的种子在萌发过程中吸、放热的规律是不同的，红外热图像可以反映这一温度变化，在图像中定位种子区域，提取温度数据，并以温度数据分析种子活力。

发明内容

由于种子在萌发过程中温度变化不大(通常小于1℃)，且容易受到环境温度变化的干扰。开发了由恒温培养箱、实验台、恒温水槽和红外热像仪组成的检测系统。应用数字图像处理技术提取温度数据，建立图像库，快速、准确地检测种子活力。

本发明是通过以下三部分内容实现：

①搭建数据采集系统，恒温培养箱和恒温水槽排除了环境温度变化对种子表面温度的影响。实验台由铝合金支架和铸铁底座构成，结构稳定，有效地避免了抖动等原因在图像中造成的噪声干扰。

②对红外热图像进行分割和数据提取，准确地捕捉种子表面温度信息。红外热图像提供温度信息，对图像进行分割，确定种子在图像中的位置。提取特征区域信息，获得准确的种子表面温度数据。

③建立不同活性种子萌发实验中的温度图像库，为快速检测提供依据。

本发明的有益效果在于：

①搭建实验系统，排除环境温度、热像仪抖动等干扰，获取真实准确的数据。

②通过图像分割，准确地定位种子在图像中的位置，使提取的数据准确性高。

③建立种子温度图像库，发现不同活性种子在萌发前期的温度变化规律，从而快速检测种子活力。

附图说明

图1为本发明整体流程图；

图2为数据采集平台结构图；

图3为本方案算法流程图。

本发明具体的实施方式如下：

(1)根据图1，确立系统总体方案，建立总体方案文档，包括：

A)检测系统设备选取，主要功能、技术指标、原理性方框图及文字说明；

B)数据提取方法原理及说明；

C)建立图像库；

(2)根据图2和图3搭建数据采集平台，采集数据，建立图像库。

(3)采集待测样本温度信息，对比图像库中数据，判断待测样本活力。