[發明專利]植物葉片氨基酸含量檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202010224436.4
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111289516B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 馬韞韜;周龍;王喜慶;柴宏紅
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

本發明實施例提供一種植物葉片氨基酸含量檢測方法及裝置，該方法包括：根據植物葉片的高光譜圖像，獲取待檢測氨基酸的預設波段的反射率；將所述預設波段的反射率，輸入針對待檢測氨基酸預設的氨基酸含量檢測模型進行計算，根據計算結果得到待檢測氨基酸的含量；其中，所述氨基酸含量檢測模型，根據已知氨基酸含量的高光譜圖像樣本進行擬合后得到。該方法通過高光譜圖像獲取待檢測氨基酸的預設波段的反射率，樣品處理簡單、效率高且成本較低。將所述預設波段的反射率，輸入針對待檢測氨基酸預設的氨基酸含量檢測模型進行計算，得到待檢測氨基酸的含量，能夠實現多種氨基酸的快速檢測，具有高通量的特點。

技術領域

本發明涉及作物檢測領域，尤其涉及一種植物葉片氨基酸含量檢測方法及裝置。

背景技術

氨基酸是蛋白質的基本組成單位，植物通過根系吸收、同化的氮素主要也是以氨基酸的形式進行體內的運輸。氨基酸將植物體內氮素的吸收、同化與器官中蛋白質的合成和降解緊密聯系起來，也承擔著源庫之間氮素再分配的中轉作用。此外，不同的氨基酸對植物的生理功能不同。因此，植物(作物)葉片內各種氨基酸的定量分析，對植物(作物)的遺傳研究和育種都有重要的作用。

目前，常用氨基酸測定方法主要有：化學分析法、分光光度法、質譜法等。這些方法雖然具有測定的氨基酸種類多、靈敏度高、精準度高等優點，但是這些方法存在樣品處理復雜、需要破壞性取樣、通量低、價格昂貴等問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明實施例提供一種植物葉片氨基酸含量檢測方法及裝置。

第一方面，本發明實施例提供一種植物葉片氨基酸含量檢測方法，包括：根據植物葉片的高光譜圖像，獲取待檢測氨基酸的預設波段的反射率；將所述預設波段的反射率，輸入針對待檢測氨基酸預設的氨基酸含量檢測模型進行計算，根據計算結果得到待檢測氨基酸的含量；其中，所述氨基酸含量檢測模型，根據已知氨基酸含量的高光譜圖像樣本進行擬合后得到。

進一步地，將所述預設波段的反射率，輸入針對待檢測氨基酸預設的氨基酸含量檢測模型進行計算之前，還包括：根據所述樣本中的待檢測氨基酸含量和高光譜圖像預設波段的反射率，以每個波段的反射率作為自變量，以待檢測氨基酸含量作為因變量，基于偏最小二乘回歸法得到所述氨基酸含量檢測模型。

進一步地，將所述預設波段的反射率，輸入針對待檢測氨基酸預設的氨基酸含量檢測模型進行計算之前，還包括：將隨機森林、嶺回歸、偏最小二乘法、支持向量機回歸和套索算法，作為疊加回歸模型的第一層，將支持向量機回歸作為疊加回歸模型的第二層；以第一層的輸出結果作為第二層的輸入，構建疊加回歸模型，根據所述樣本中的待檢測氨基酸含量和高光譜圖像預設波段的反射率，擬合得到所述氨基酸含量檢測模型。

進一步地，所述根據植物葉片的高光譜圖像，獲取待檢測氨基酸的預設波段的反射率之前，還包括：根據候選波段進行偏最小二乘回歸建模，對模型進行回歸系數檢驗，獲取每個波段的回歸系數；按照回歸系數的絕對值從小到大，依次去除一個波段后，重新構建偏最小二乘回歸模型；選取使模型的檢測值誤差平方和最小時的波段，作為所述預設波段。

進一步地，所述根據候選波段進行偏最小二乘回歸建模之前，還包括：計算多個樣本在每個波段的變異系數，選取變異系數大于預設閾值的波段作為候選波段；其中，所述變異系數反映對應波段對樣品變化的敏感程度。

進一步地，所述根據植物葉片的高光譜圖像，獲取待檢測氨基酸的預設波段的反射率之前，還包括：在預設取樣時刻獲取植物葉片的高光譜圖像；所述預設取樣時刻，為預設波段的反射率變化最小時間段的中間時刻。

進一步地，所述候選波段為400-717.08nm。