[發明專利]快速鑒別小麥品種純度的方法和系統

在審

• 申請號: 202110251724.3
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113011296A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 郭波莉;雷玉新;李明;吳永清;張波;趙濤;張影全
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農產品加工研究所;愛訊達科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06N3/04;A01G7/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 史霞

本發明公開了一種快速鑒別小麥品種純度的方法，包括以下步驟：采集已知品種的小麥籽粒圖像；提取已知品種小麥籽粒圖像的圖像信息；在已知品種小麥籽粒圖像的圖像信息中提取該已知品種小麥籽粒圖像特征；根據已知品種小麥籽粒圖像特征，建立已知品種小麥籽粒的特征集；采集未知品種的若干顆小麥籽粒的小麥籽粒圖像；提取未知品種小麥籽粒圖像的圖像信息；在未知品種小麥籽粒圖像的圖像信息中提取每顆未知品種小麥籽粒圖像特征；根據每顆未知品種小麥籽粒圖像特征與已知品種小麥籽粒的特征集計算判定每顆未知品種小麥籽粒是否屬于已知品種。本發明的方法簡單、方便、可操作性強，準確率高。

技術領域

本發明涉及農產品的檢測研究技術領域。更具體地說，本發明涉及一種快速鑒別小麥品種純度的方法和系統。

背景技術

小麥是我國第三大糧食作物，其產量豐欠關系國計民生。小麥種子的純度直接關系到小麥的產量與加工品質，如果小麥種子中混雜摻假，將極大損害國家和農民的利益。因此，小麥品種的鑒別對糧食生產與加工意義重大。

目前，小麥品種鑒別的方法包括：化學鑒定法、形態學鑒定、蛋白質電泳指紋圖譜鑒別法、DNA指紋圖譜鑒別法、近紅外光譜法等。化學鑒定法在大多數情況下只能把種子分成幾類，再與其他方法結合使用，而且這類方法應用范圍較窄；形態學方法鑒定品種的形態特征非常有限，并且這些性狀也只適用于其品種間差異明顯的樣品鑒定；蛋白質電泳指紋圖譜鑒定法、DNA指紋圖譜鑒定法鑒別精度高，但所需的時間很長，而且鑒別過程繁瑣，對操作人員技術要求較高，成本高，不適宜對樣品進行批量分析和無損在線監測；近紅外光譜、高光譜鑒別的穩定性還有待提高。目前生產中主要采用形態學鑒定法，主要依靠人的感官從外形、色澤等方面進行綜合評價，存在方法繁瑣、主觀性強、效率低等缺點，增加了小麥品種分類的不確定性。故需一種快速、有效、穩定的小麥品種鑒別方法。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種快速鑒別小麥品種純度的方法和系統，基于圖像識別技術，通過提取樣本的特征部位信息進行建模而實現品種純度判別。該方法簡單、方便、可操作性強，具有快速、經濟、實用的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種快速鑒別小麥品種純度的方法，其包括以下步驟：

采集已知品種的小麥籽粒圖像；

提取已知品種小麥籽粒圖像的圖像信息；

在已知品種小麥籽粒圖像的圖像信息中提取已知品種小麥籽粒圖像特征；根據已知品種小麥籽粒圖像特征，建立已知品種小麥籽粒的特征集；

采集未知品種的若干顆小麥籽粒的小麥籽粒圖像；

提取未知品種小麥籽粒圖像的圖像信息；

在未知品種小麥籽粒圖像的圖像信息中提取每顆未知品種小麥籽粒圖像特征；

計算每顆未知品種小麥籽粒圖像特征與已知品種小麥籽粒的特征集的歐氏距離，若某顆未知品種小麥籽粒圖像特征與已知品種小麥籽粒的特征集的歐氏距離小于預設閾值，則認定該未知品種小麥籽粒實際屬于該已知品種，否則不屬于該已知品種；

計算未知品種的若干顆小麥籽粒中實際屬于已知品種的小麥籽粒數量與未知品種小麥籽粒總數量的比值。

優選的是，采集的已知品種的小麥籽粒圖像和/或采集的未知品種的若干顆小麥籽粒的小麥籽粒圖像的背景顏色為黑色。

優選的是，提取已知品種小麥籽粒圖像的圖像信息和/或提取未知品種小麥籽粒圖像的圖像信息的方法為二值化法。

優選的是，在已知品種小麥籽粒圖像的圖像信息中提取已知品種小麥籽粒圖像特征和/或在未知品種小麥籽粒圖像的圖像信息中提取每顆未知品種小麥籽粒圖像特征的方法為深度卷積神經網絡法。