[發明專利]一種水稻葉片組織光學特性參數的反演方法和測量裝置

在審

• 申請號: 201710014518.4
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106770047A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 岑海燕;李曉冉;翁海勇;何勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01N21/59
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種水稻葉片組織光學特性參數的反演方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立水稻葉片光學各向同性的單層組織模型，采用蒙特卡羅模擬程序建立以光學特性參數作為輸入，以測量參數作為輸出的訓練數據庫；

所述的光學特性參數為吸收系數和散射系數；所述的測量參數為漫反射率和漫透射率；

(2)測量已知光學特性參數的標準仿體的測量參數，利用標準仿體的光學特性參數和測量參數對訓練數據庫進行校正；

(3)建立BP神經網絡，利用校正后的訓練數據庫對所述的BP神經網絡進行訓練；

(4)測量待測水稻葉片組織的測量參數，利用訓練后的BP神經網絡以待測水稻葉片組織的測量參數反演待測水稻葉片組織的光學特性參數。

2.根據權利要求1所述的水稻葉片組織光學特性參數的反演方法，其特征在于，步驟(1)中，設置吸收系數為0.01～20cm^-1，散射系數為1～1000cm^-1，各向異性因子g為1。

3.根據權利要求2所述的水稻葉片組織光學特性參數的反演方法，其特征在于，所述的吸收系數的步長為1cm^-1，所述的散射系數的步長為33cm^-1。

4.根據權利要求1所述的水稻葉片組織光學特性參數的反演方法，其特征在于，所述的BP神經網絡包括依次連接的輸入層、第一隱層、第二隱層和輸出層。

5.根據權利要求4所述的水稻葉片組織光學特性參數的反演方法，其特征在于，所述的輸入層和輸出層的節點均為600個，第一隱層和第二隱層的節點均為25個。

6.根據權利要求4所述的水稻葉片組織光學特性參數的反演方法，其特征在于，第一隱層和第二隱層的傳遞函數分別為“tansing”函數和“purelin”函數，學習函數為“learngdm”函數，采用“traingd”函數訓練BP神經網絡，采用“mse”函數評價BP神經網絡的性能。

7.一種水稻葉片組織光學特性參數的測量裝置，包括通過光纖連接的光源系統、單積分球光路系統和檢測系統，檢測系統連接計算機，其特征在于，

所述的光源系統包括：波段為250～2500nm的鹵鎢燈源；

所述的單積分球光路系統包括：

積分球；

光斑調節器，安裝在積分球上，包括金屬管和/或透鏡，用于控制光纖的光斑大小。

8.根據權利要求7所述的水稻葉片組織光學特性參數的測量裝置，其特征在于，當測量水稻葉片組織的透射率時，所述的光斑調節器為透鏡，安裝在靠近光纖的積分球一側的樣本口。

9.根據權利要求7所述的水稻葉片組織光學特性參數的測量裝置，其特征在于，當測量水稻葉片組織的反射率時，所述的光斑調節器包括金屬管和透鏡，所述的金屬管通過遠離樣本口的積分球一側的入光口伸入到積分球內部，所述的透鏡安裝在金屬管的位于積分球內部的一端。

10.根據權利要求7所述的水稻葉片組織光學特性參數的測量裝置，其特征在于，所述的檢測系統包括檢測光譜儀和罩在檢測光譜儀外的透明罩。