[發明專利]一種基于紅外熱成像技術的煙草病毒病早期檢測方法

有效

• 申請號: 201310290636.X
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103336010A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 陸道禮;田桂華;陳斌;顏輝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

技術領域

本發明涉及一種煙草病毒病的早期檢測方法，特指利用紅外熱成像技術對煙草病毒病進行早期檢測的方法，屬于無損檢測領域。

背景技術

煙草是一種重要的經濟作物，是國家和地方財稅的重要經濟來源，受到有關部門的高度重視。近幾年來，煙草病毒病先后在世界各國發生危害，并時常暴發流行，給煙草生產造成了巨大的損失，直接挫傷了煙農的積極性。在我國，導致煙草病毒病的發生面積和危害程度明顯加大，其田間病株率一般在20%-40%，重的達40%-80%，有的地塊甚至絕產。煙草感染病毒后，葉片生長被抑制，葉小、畸形，減產幅度可達20%-80%，同時，病葉經調制后顏色不均勻，吃味較差，品質下降，目前還沒有1種治療效果較為理想的藥劑，一場失控的病毒病災害足以毀掉一個煙區，所以對發病植株做到早期診斷及提前檢測顯得尤為重要。

目前，在煙草病毒檢測中，比較常用的是酶聯免疫吸附反應、快速檢測試紙條等免疫學方法，該方法具有靈敏度高、特異性強和操作簡便等優點，但它有其局限性和不足——各種煙草病毒有著不同的理化性質、形態特性和抗原性質，抗體生產、測定和酶標記物的制備也就不能標準化，另外，檢測時還會受到特異性、非特異性的干擾。實際種植中，煙農是憑借經驗、根據病葉表現癥狀來判斷病害，即人工感官評定方法，這種方法主觀性強、可靠性差，而且往往基于植株表現明顯的、典型的病害癥狀，為時晚矣。

現有病毒病檢測技術存在步驟繁冗、有破損、不適于田間大規模檢測等方面的不足。紅外熱成像技術是利用物體各部分溫度差異造成紅外熱輻射不同，而把物體不可見的熱輻射情況轉換為可視化熱像圖，從而獲得信息的技術。因其對溫度具有高敏感性，是一種非接觸、不破壞、實時、快速檢測方法，能檢測小于0.1℃的溫度變化，該技術已成熟應用于電氣、航空和醫學等領域，在植物病害早期檢測中的應用是一個新的發展方向，也必將成為一個新的研究熱點。該技術尤其適合于遠程監控植物的蒸騰作用，有望對大面積煙草植株的生長情況、有無病蟲害以及產量估算等方面提供可靠而及時的情報。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于紅外熱成像技術的煙草病毒病早期檢測方法，實現非接觸、不破壞、實時、快速檢測田間大規模煙草病毒病。

為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：

一種基于紅外熱成像技術的煙草病毒病早期檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，準備過程：選取株高、葉齡及長勢一致的煙草植株n株，n為偶數，且n≥50，等分為對照組和接種組兩組，對照組涂抹0.02M磷酸緩沖液，接種組涂抹煙草易感病毒，貼上標簽，做好記錄；?

步驟二，測量過程：利用固定在三腳架上的紅外熱成像儀拍攝，鏡頭距煙草植株35-55cm，存儲時，記下每張葉片的存儲號碼，再將照片拷貝到計算機；

步驟三，數據處理過程：計算機對煙草熱像進行處理分析，識別感病植株。

???所述對煙草熱像進行處理分析的熱像處理過程具體為：

對熱像分別從圖像平滑、圖像銳化、直方圖均衡三個方面對煙草紅外熱圖進行圖像增強，采用閾值分割方法提取新葉和老葉熱像區域；

煙草生長環境溫度高于16℃且低于等于28℃時，感病植株新葉熱像區域出現溫度突變，而未感病植株新葉熱像區域溫度變化均勻；

煙草生長環境溫度高于28℃且低于34℃時，感病植株新葉熱像區域溫度變化均勻，且與老葉熱像區域溫度一致，均為高溫區域，而未感病植株新葉熱像區域為低溫區域，老葉熱像區域為高溫區域。

所述識別感病植株的判別方法如下：

當煙草生長環境溫度高于16℃且低于等于28℃時，計算新葉區域內各像素點的溫度值與其平均值的差值，當差值的絕對值大于1℃，則為感病植株，反之，為未感病植株；

當煙草生長環境溫度高于28℃且低于34℃時，計算新葉區域內與老葉區域內像素的平均溫度差值，當差值低于0.8?℃，則為感病植株，反之，則為未感病植株。

所述煙草易感病毒可以為煙草花葉病毒TMV、馬鈴薯Y病毒PVY和黃瓜花葉病毒CMV的混合液。

本發明具有有益效果。本發明采用紅外熱成像技術，利用物體各部分溫度差異造成紅外熱輻射不同，而把物體不可見的熱輻射情況轉換為可視化熱像圖，對溫度具有高敏感性。與當前廣泛使用的生物學方法相比，步驟簡單，耗時短；同人工方法相比，客觀性強，準確性高，最重要的是，能更早檢測出病害；能進行遠程實時監控大田作物，為作物生長狀況、有無病害等提供及時可靠情報。

具體實施方式