[發明專利]一種玉米品種快速鑒定、鑒別方法

無效

• 申請號: 200910238780.2
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN101701916A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 李偉;陳曉;荀一
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01B11/00;G01B11/24;G01B11/30;G01J3/46;G06K9/62;G06K9/66
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于農產品檢測技術領域，特別涉及一種玉米品種快速鑒定、鑒別方法，具體而言是一種利用圖像處理技術進行玉米品種快速鑒定的方法。

背景技術

玉米是我國重要的糧食和飼料作物，雜交玉米因其播種面積大、產量高而在我國糧食生產中占有重要地位。但是一方面由于我國種子經營渠道多、亂、雜，沒有推行種子認證制度，使得品種的真實性難以得到保證；另一方面缺乏準確可靠、簡便快速的品種檢測方法。往往給種子管理部門、品種保護部門以及廣大種子生產者、經營者和農民帶來諸多不便，也給一些單位和個人以可乘之機，經常出現以甲品種充當乙品種、以未審定品種充當審定品種，以劣品種充當暢銷優質品種的現象，或在品種區試中和審定后更換雜交種親本，改變品種特性，用已審定品種冒充自己品種參試，模仿和仿冒已有優良品種，以及竊取他人親本或冒用雜交組合等。因此，對雜交玉米種子的品種鑒定十分必要。

目前在種子的品種鑒別中，國內外主要檢測方法為：形態鑒別、田間種植鑒別、生理鑒定法、蛋白質電泳和DNA指紋技術等。這些方法各有短長，后四種方法不是需要借助昂貴的設備，就是鑒定周期過長，都不具備快速、簡捷的特點。籽粒形態鑒定法則是依據粒型(馬齒型、半馬齒型、硬粒型)，粒色(白色、黃色、紅色、紫色)，粒頂部形狀(長方、長圓、圓)，頂部顏色及粉質多少，胚的大小、形狀，胚部皺褶的有無、多少，花絲遺跡的位置與明顯程度，稃色(白色、淺紅、紫紅)，籽粒上棱角的有無及明顯程度等性狀進行鑒別。其中，頂部顏色由于存在種子直感現象，且反應敏感，應作為最重要的判斷依據。種子形態測定將待測種子與標準種子進行逐粒觀察比較，從而加以區分。此法對于鑒定形態特征明顯的品系較簡便有效，且快速、經濟。但鑒定時需借助放大鏡進行逐粒觀察，通過比較該品系的標準樣本或圖譜及有關資料確定所屬品種。由于僅僅通過肉眼觀察，對操作人員的專業技能要求高、鑒別效率低，且容易引起人為誤差，造成不同操作者間測定的結果相差較大。

為了更好地利用籽粒形態鑒定法，發揮它快速、簡捷的特點，并更具準確與客觀性。本發明提出利用計算機圖像處理技術快速而準確地獲得豐富的玉米外觀信息，能夠科學地描述種子外觀特征信息的細微變化，并使檢測人員從繁重的重復勞動中解脫出來。以及利用模式識別技術則融合種子外觀的多元特征信息，最終實現玉米品種的識別。

發明內容

本發明的目的在于提供利用機器視覺技術實現種子品種無損、快速、可靠的的一種玉米品種快速鑒定、鑒別方法，其特征在于，具體步驟如下

(1)標準品種圖像數據庫的建立：首先采集標準品種的圖像，建立穩定可靠的標準品種圖像特征集；對于同一品種樣品需采集不同年份、不同產地的樣品，以豐富該品種的圖像特征信息；

(2)玉米種子測試性狀的圖像表征，

參照《大田作物--玉米DUS測試指南》中玉米測試性狀包含必測性狀、選擇性狀和補充性狀，其中必測性狀為每個申請品種必須進行測試、考察的基本性狀；選擇性狀是在必測性狀不能區別申請品種和近似品種時，進行進一步測試而選用的性狀；在獲取種子圖像后，經過中值濾波、固定閾值分割、采用游程編碼算法的區域標記后，提取圖像中種子的尺寸、形狀、顏色與紋理特征信息，完成必測性狀和可測性狀的表征，包括：

1)提取種子的尺寸特征：周長、面積、長度與寬度、主軸與副軸、邊界點到形心的距離、等距寬度，以描述籽粒大小、甜玉米子粒長度、甜玉米子粒寬度的籽粒部分性狀；

2)提取種子的形狀特征，包括圓形度、矩形度、長寬比、半徑比、Haralick比率、類細度比例和與邊界的平均距離，以描述籽粒部分性狀，確定子粒類型、粒形；

3)提取種子的顏色特征，包括RGB、規則化RGB、YCbCr、I₁I₂I₃、HSI顏色空間中各顏色向量，以描述籽粒部分性狀，包括甜玉米子粒黃色強度、果穗子粒顏色數量、胚乳色、子粒頂端主要顏色和子粒背面顏色；

其中RGB彩色空間是用于顯示和保存彩色圖像的最常用空間，由紅色的R、綠色G、和藍色B三個分量組成；在進行彩色圖像分割時，希望圖像的色彩不受光線強度變化的影響，規則化的RGB彩色空間能夠讓亮度變化在光譜中呈均勻分布，規則化RGB可以表示為：