[發(fā)明專利]一種作物種子的光譜快速鑒別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910073501.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109696426A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王陽恩
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務(wù)所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂;陳懿

本發(fā)明提供一種作物種子的光譜快速鑒別方法及系統(tǒng)，通過對標準作物種子和待測作物種子的激光誘導(dǎo)擊穿光譜進行平均處理和積分處理，將其處理后的激光誘導(dǎo)擊穿光譜作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，利用構(gòu)建好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對待測作物種子進行識別，很好地兼顧數(shù)據(jù)處理效率以及識別結(jié)果準確性，特別是對標準作物種子和待測作物種子的激光誘導(dǎo)擊穿光譜的波長進行積分處理，分別得到標準作物種子和待測作物種子激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號，進而能將激光誘導(dǎo)擊穿光譜中對類型識別有用信息提煉出來，并減少大量干擾信息，從而提高作物種子類型識別的效果，使得作物種子鑒別工作更加高效快捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及作物種子快速鑒別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種作物種子的光譜鑒別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

作物種子鑒別是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物育種和種子檢驗中的一個重要問題。由于制售假冒偽劣種子等現(xiàn)象的日益增多，每年造成的經(jīng)濟損失是巨大的。同時，由于品種鑒別比較困難，每年因品種搞錯和純度差也會造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，作物種子鑒別日益受到種子質(zhì)檢部門、作物種子育種研究等單位的重視。

目前，國內(nèi)外作物種子鑒別的常用方法主要有形態(tài)學(xué)方法、化學(xué)鑒定法、電泳鑒定法、幼苗鑒定法、田間小區(qū)種植鑒定法和DNA分子標記法等。但是，上述的這些作物種子鑒別的方法都存在一些不足之處，如：精度不高，操作過程繁瑣，效率低，非專業(yè)人員難以勝任，不適宜對樣品進行批量分析以及無損在線檢測等。因此，建立一套簡便、快捷、高效、經(jīng)濟、準確度高的作物種子鑒別技術(shù)是很有必要的。

光譜技術(shù)因其快捷、覆蓋面廣等特點，在各種行業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，光譜技術(shù)的發(fā)展為作物種子的鑒別提供了一種新的技術(shù)手段。利用光譜對作物種子鑒別具有速度快、效率高、成本低、測試重現(xiàn)性好、測量方便等特點。目前，光譜技術(shù)用于作物種子鑒別的方法主要有：可見/近紅外光譜、光致發(fā)光光譜、漫反射光譜、高光譜圖像技術(shù)等。但這些光譜分析技術(shù)也存在一些不足之處，如：識別率有待提高，或數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜，作物種子顆粒表面有雜質(zhì)時不好識別，如作物種子顆粒表面長霉后，用這些光譜技術(shù)不能很好識別。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種作物種子的光譜鑒別方法及系統(tǒng)，用于識別表面有雜質(zhì)時的激光誘導(dǎo)擊穿光譜作物種子，且能夠兼顧數(shù)據(jù)處理效率和識別結(jié)果準確性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開一種作物種子的光譜鑒別方法，所述方法包括以下步驟：

S1、運用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀對N種標準作物種子進行測量，得到N種標準作物種子的激光誘導(dǎo)擊穿光譜，并對所述N種標準作物種子的激光誘導(dǎo)擊穿光譜進行平均處理和積分處理，得到N種標準作物種子的激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號,其中N不小于5；

S2、將N種標準作物種子激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

S3、運用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀對待測作物種子進行測量，得到待測作物種子的激光誘導(dǎo)擊穿光譜，并對所述待測作物種子激光誘導(dǎo)擊穿光譜進行平均處理和積分處理，得到待測作物種子激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號；

S4、選取步驟S3中待測作物種子激光誘導(dǎo)擊穿光譜的積分信號作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，運用步驟S2中得到的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對待測作物種子進行識別，得到識別結(jié)果。

在上述技術(shù)方案中，所述步驟S1和步驟S3中，運用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀對任一顆標準作物種子的同一點上的測量的激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)的次數(shù)設(shè)為X1，對待測作物種子在同一點上的測量的激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)的次數(shù)設(shè)為X2，所述測量次數(shù)X1和X2均不小于15次。

在上述技術(shù)方案中，所述步驟S1和步驟S3中，所述N種標準作物種子和待測作物種子測量出的激光誘導(dǎo)擊穿光譜范圍均為200-950nm。

在上述技術(shù)方案中，所述步驟S1包括以下步驟：