[發(fā)明專利]一種小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的分析方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710582281.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN107368804B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬麗紅;賈曼曼;梁義濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發(fā)明涉及一種小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的分析方法及裝置，該方法將獲取的小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)采用總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法將小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行分解，得到每一階的固有模態(tài)分量，然后將各階的固有模態(tài)分量進(jìn)行處理，得到一組表征小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)特性的參數(shù)，從而根據(jù)這些參數(shù)來分析小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的頻域特性。與采用傅里葉變換方法來對(duì)小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分析相比，克服了其局限性，能夠同時(shí)描述小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)在不同時(shí)刻和頻率的能量強(qiáng)度，對(duì)小麥的自發(fā)生物光子輻射特性的描述更為全面、準(zhǔn)確和真實(shí)，能夠充分挖掘信號(hào)內(nèi)蘊(yùn)含的信息，從而更清楚地了解小麥的生理信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的分析方法及裝置。

背景技術(shù)

任何生物都存在著超弱的光輻射，稱為生物光子輻射(Biophoton Emission，BPE)，其強(qiáng)度極低，是生物生命活動(dòng)狀況的一種反應(yīng)，并且對(duì)生命體內(nèi)部的細(xì)微變化非常敏感，它提供了有機(jī)體代謝及能量轉(zhuǎn)化的重要信息。

生物光子輻射分為自發(fā)生物光子輻射和受激生物光子輻射兩種形式，受激生物光子輻射是指生物體受到外界刺激(如光照、化學(xué)刺激等)時(shí)，生物體在應(yīng)激過程中產(chǎn)生的生物光子輻射；自發(fā)生物光子輻射是指生物體自身生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的光子輻射。

研究表明，當(dāng)生物系統(tǒng)處于逆境，如病變、受傷、外界環(huán)境突然變化等情況時(shí)，其生物光子輻射行為會(huì)發(fā)生顯著變化。因此對(duì)小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行分析，可以了解小麥的生命狀態(tài)變化，探究BPE信號(hào)變化與小麥品質(zhì)的關(guān)系。目前生物光子輻射在糧食領(lǐng)域的應(yīng)用研究包括：糧食霉變檢測(cè)、種子活性檢測(cè)、糧食品種及品質(zhì)檢測(cè)等方面。

小麥的自發(fā)BPE信號(hào)是非平穩(wěn)信號(hào)，非平穩(wěn)信號(hào)的特點(diǎn)是信號(hào)的頻率是瞬變的，時(shí)頻分析技術(shù)是處理非平穩(wěn)信號(hào)的有效手段，能同時(shí)展示信號(hào)時(shí)域和頻域的局部化特征。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN103034620A的中國(guó)專利公開了一種小麥籽粒受激生物光子輻射信號(hào)的頻域特性分析方法，該方法采用傅里葉分析方法對(duì)獲取的小麥籽粒受激生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行分析，以提取小麥籽粒受激BPE信息。通過傅里葉變換來對(duì)小麥自發(fā)BPE信號(hào)進(jìn)行頻域分析時(shí)，假設(shè)信號(hào)是平穩(wěn)的或者分段平穩(wěn)的，然而無(wú)論是小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)或者小麥?zhǔn)芗ど锕庾虞椛湫盘?hào)都表現(xiàn)出非平穩(wěn)性，基于傅里葉變換進(jìn)行頻域分析，是有全局意義，并不能反應(yīng)小麥生物光子輻射信號(hào)的局部信息和真實(shí)頻率，并不能精確描述非平穩(wěn)信號(hào)的變化規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的分析方法及裝置，用以解決采用傅里葉變換方法對(duì)小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)不準(zhǔn)確的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的分析方法，包括如下步驟：

1)獲取小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)；

2)采用總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法將小麥自發(fā)生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行分解，得到每一階的固有模態(tài)分量；

3)將各階的固有模態(tài)分量進(jìn)行處理，得到一組表征小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)特性的參數(shù)。

進(jìn)一步的，還包括在獲取小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)后，將小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的步驟：去除小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)的奇異值；去除儀器產(chǎn)生的本底噪聲；進(jìn)行小波去噪。

進(jìn)一步的，采用db4小波、三層分解和硬閾值法來進(jìn)行小波去噪。

進(jìn)一步的，步驟2)包括：

A)在小麥的自發(fā)生物光子輻射信號(hào)中加入n組正負(fù)成對(duì)的輔助白噪聲，得到2n個(gè)信號(hào)；