[發明專利]一種基于多分類器的玉米品種真偽鑒別方法和鑒別系統

在審

• 申請號: 202010947320.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN111931700A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 石禮娟;謝新港;彭明霞
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T5/00;G06T7/41;G06T7/62;G06N20/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供了一種基于多分類器的玉米品種真偽鑒別方法和鑒別系統，通過采集目標玉米籽粒的二維彩色圖像；對彩色圖像進行一系列預處理，包括灰度化，去噪，二值化等操作；提取玉米籽粒的表型特征參數，表型參數包括周長，面積；將參數作為自變量輸入到該品種已經訓練好的三個分類器中(KNN、神經網絡、支持向量機)，根據輸出結果投票決定是否屬于該品種。本發明的方法實現了玉米品種真偽鑒別的自動化、智能化以及信息化,具有快速、無損、低成本、準確性高等優點。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于多分類器的玉米品種真偽鑒別方法和鑒別系統。

背景技術

玉米是人類生存、畜牧業及工業發展的重要糧源。不僅如此，在能源日趨緊張的今天，以玉米等為原料的可再生能源開發已成為許多國家能源發展戰略的重點。玉米的“使命”正發生著巨大變革，也使得玉米成為軟黃金將出現短缺。由于種子在農業生產中的特殊地位和作用，加上種子生產、經營具有較高利潤，進入市場的種子企業良莠不齊，在利益的驅動下，制售假劣種子，害農坑農事件時有發生。因此加強種子質量檢測工作，杜絕假冒偽劣種子進入市場，保護農民利益，增強種子生產者、經營者的質量意識，調動種子生產者的積極性，自覺規范種子生產、經營行為，切實有效地搞好質量控制，嚴格把好種子質量關，提高商品種子的質量，具有十分重要的意義。

現代玉米種子純度檢驗技術包括植物形態技術、生化電泳技術、分子生物學技術、葉色標記檢驗技術、熒光檢驗技術等。但這些技術具有檢驗周期長、具有操作技術要求高、檢驗成本較高等特點，限制了其應用，目前僅停留在實驗探索階段，因而在生產實踐中一直沒有得到推廣應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于多分類器的玉米品種真偽鑒別方法和鑒別系統，實現通過不同品種玉米籽粒的表型特征鑒別品種的功能。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種基于多分類器的玉米品種真偽鑒別方法，包括以下步驟：

S1：采集目標玉米籽粒的彩色圖像；

S2：對彩色圖像進行包括灰度化、去噪、二值化的預處理；

S3：從步驟S1和步驟S2得到的圖像中分別提取玉米籽粒的包括顏色特征、形狀特征和紋理特征的表型特征參數；

S4：將表型特征參數作為自變量，輸入到預設品種的已經訓練好的包括KNN分類器、神經網絡分類器和支持向量機分類器的分類器中，根據輸出結果投票決定目標玉米籽粒是否屬于預設品種。

按上述方案，所述的步驟S2中，具體步驟為：

S21：利用灰度化公式將彩色圖像轉化為灰度圖像；

S22：自定義加權均值濾波模板對灰度圖像濾波，對灰度圖像去噪；

S23：使用最大類間方差法進行基于直方圖的自動的非參數非監督的閾值選擇，并根據閾值對灰度圖進行二值化操作得到二值圖像。

進一步的，所述的步驟S23中，二值化閾值為105。

進一步的，所述的步驟S3中，玉米籽粒的紋理特征包括：

基于灰度圖像獲取45度方向上的灰度共生矩陣；

基于灰度共生矩陣計算灰度共生矩陣元素值的平方和獲取能量參數值；

基于灰度共生矩陣計算圖像灰度級集合的比特平均數獲取熵的值；

基于灰度共生矩陣計算慣性矩；

基于灰度共生矩陣計算相關性。

進一步的，所述的步驟S3中，玉米籽粒的形狀特征包括：

基于二值圖像獲取玉米籽粒區域內包含的所有像素個數，用于確定目標玉米籽粒的面積；