[發明專利]一種荔枝種胚發育程度的圖像識別檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202111172800.8
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113935963B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 嚴倩;歐良喜;陳潔珍;姜永華;蔡長河;劉海倫;史發超
• 申請（專利權）人: 廣東省農業科學院果樹研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T5/00;G06T3/00
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 鄧易偲

本發明公開了一種荔枝種胚發育程度的圖像識別檢測方法，步驟包括使用工業線陣相機掃描荔枝種胚切面，獲得種胚彩色圖，對種胚彩色圖進行預處理，包括降噪，邊緣識別和灰度化，得到種胚灰度圖，識別種胚灰度圖獲得敗育系數，根據多個取樣周期的敗育系數判斷荔枝種胚敗育的關鍵時期。本發明實現了以統一的標準識別荔枝敗育情況，明確不同荔枝品種胚敗育發生的關鍵時期及敗育表現對后期QRT?PCR檢測候選基因表達及的取樣時期具有非常重要的指導作用。

技術領域

本發明涉及荔枝種胚識別技術領域，具體涉及一種荔枝種胚發育程度的圖像識別檢測方法及系統。

背景技術

荔枝（Litchi Chinensis Sonn.）屬于無患子科（Sapindaceae）荔枝屬（LitchiSonnerat），是我國南方最重要的亞熱帶經濟水果之一，原產于我國，2018年全國荔枝種植面積約為54.2萬公頃，產量約為301萬噸，是中國特色水果，在，種植面積排在蘋果、柑橘、梨、葡萄和桃之后，屬于大宗果樹。但產量不穩定，畝產低，究其原因是荔枝成花不穩定和果實發育過程生理落果嚴重導致的單產低且不穩，而且目前荔枝產業存在品種結構不合理和成熟期高度集中等問題。

針對以上問題，利用雜交技術改進荔枝品種是常用手段，但雜交過程費時費力且果實獲得不易，獲得的雜交種子敗育率高，比如如三月紅和妃子笑半敗育/敗育種子比例可達90％以上。敗育的種子表現為體積比正常種子小2/3，無光澤，外皮皺褶，出芽率低而且出芽慢，因此需要大量育種，篩選出有用的種胚，目前依靠人工篩選，人工篩選依賴經驗，而且無法形成統一標準，由于受視力、顏色辨別力、疲勞度等因素的影響，檢測結果既不客觀又不精確，由于敗育種胚的發育速度不一，同一個種類的種胚需要多次觀察和篩選，加重了育種人員的負擔。

隨著農業現代化以及新技術的飛速發展，圖像識別技術在農業育種領域的應用變得廣泛，采用機器圖像識別荔枝種胚發育程度成為可能，荔枝種胚在發育的時候體積會發生變化，通過識別種胚圖像可以獲得荔枝種胚的發育程度，從而明確不同荔枝品種胚敗育發生的關鍵時期及敗育表現對后期qRT-PCR檢測候選基因表達及的取樣時期具有非常重要的指導作用。

荔枝種子的發育情況分為3種，正常大核型，其胚胎發育正常，成熟果實一般具有發育完好的種子，即大核。敗育型，其胚胎發育受阻，成熟果實種子敗育，即焦核。部分敗育型，同一棵樹或同一果穗所結的果，其胚胎發育部分正常，部分敗育。荔枝胚胎發育的狀況，不僅影響果實的食用品質，也與著果率和產量密切相關，直接涉及到荔枝生產的經濟效益。

與大核型荔枝品種相比，“焦核”荔枝具有果實品質優、加工性能好和經濟價值高等優點，但同時存在易落果，產量低等問題，導致“焦核”型荔枝難以大面積推廣種植。要從根本上解決以上問題，首先要明確荔枝“焦核”產生的機制及內在的分子調控機理。

發明內容

本發明的目的在于提出一種荔枝種胚發育程度的圖像識別檢測方法，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。

為實現上述技術目的，本發明技術方案如下：

在荔枝不同階段收集種胚，利用機器視覺系統采集荔枝種胚圖像，分析荔枝種胚輪廓邊緣曲率變化特征，通過連續邊緣像素點到胚心的距離的二次微分判斷荔枝種胚的敗育情況。

一種荔枝種胚發育程度的圖像識別檢測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1，使用工業線陣相機掃描荔枝種胚切面，獲得種胚彩色圖；

步驟2，對種胚彩色圖進行預處理，包括降噪，邊緣識別和灰度化，得到種胚灰度圖；

步驟3，識別種胚灰度圖獲得敗育系數；

步驟4，根據多個取樣周期的敗育系數判斷荔枝種胚敗育的關鍵時期。

進一步地，步驟1中，使用工業線陣相機掃描荔枝種胚切面，獲得種胚彩色圖的子步驟為：