同时利用两种特定波长的可见光进行赤霉病小麦筛选.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910405007.4 (22)申请日 2019.05.16 (71)申请人 河南工业大学 地址 450001 河南省郑州市高新技术产业 开发区莲花街100号河南工业大学科 技处 (72)发明人 刘伍丰郑维何前磊刘相满 陈建伟 (51)Int.Cl. G01N 21/31(2006.01) (54)发明名称 同时利用两种特定波长的可见光进行赤霉 病小麦筛选 (57)摘要 本发明涉及一种基于两种特定波长的可见 光叠加方式进行赤霉病小麦筛选方法， 使用光电 检测技术代替以往的生。

2、物检测技术， 提高赤霉病 麦粒的检测效率， 克服现存方法无法快速检测的 缺陷。 本发明的主要方面是使用两种特定波长的 可见光叠加方式提供光源， 使用500nm和550nm波 长的可见光进行叠加提供筛选系统的光源， 进而 突出赤霉病麦粒的光谱特性， 更加容易的检测出 赤霉病麦粒； 搭建好特定的光源后， 照射赤霉病 麦粒与优质麦粒获取优质麦粒与赤霉病麦粒的 光谱信息； 分析优质麦粒与赤霉病麦粒的光谱信 息， 比较光谱之间的差异， 设定赤霉病麦粒与优 质麦粒识别的阈值区间， 进而达到识别筛选赤霉 病麦粒的目的。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 110044831 A 2019.07.23。

3、 CN 110044831 A 1.同时利用两种特定波长的可见光进行赤霉病小麦筛选方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 第一步： 确定两种特定波长的可见光； 本发明中使用了两种特定波长的可见光进行赤 霉病小麦筛选， 这两个可见光的波长分别是500nm和550nm， 在使用这两种可见光的时能够 达到更好的识别效果； 第二步： 两种特定波长的可见光的使用方式； 本发明中将两种特定波长的可见光进行 叠加使用， 即光源是由500nm和550nm波长的可见光混合叠加而成， 这种光源组合形式， 能够 发挥出两种波长的可见光的优势， 提高赤霉病麦粒的识别率； 第三步： 设定阈值范围进行赤霉病麦粒的识别与筛。

4、选； 本发明使用混合可见光光源照 射待筛选麦粒后， 获取麦粒的光谱信息， 通过比较优质麦粒与赤霉病麦粒的光谱确定赤霉 病勉励识别的阈值范围； 通过比较待筛选麦粒的光谱数据与阈值数据， 进而确定待筛选麦 粒是否为赤霉病麦粒。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110044831 A 2 同时利用两种特定波长的可见光进行赤霉病小麦筛选 技术领域 0001 本发明涉及到光谱数据处理技术领域， 具体来说就是一种基于两种特定波长的光 波同时叠加后光谱数据处理后进行赤霉病小麦麦粒识别的方法。 背景技术 0002 赤霉病是由亚洲镰刀菌(Fusarim asiaticum)和禾谷镰刀菌(Fusarium gr。

5、aminearum)引起的在世界范围内广泛传播的农作物病害， 同时小麦作为农作物的主要粮 食作物， 赤霉病的发生不仅给小麦的产量造成了极大的损失， 同时还会引起小麦的储藏期 间的腐败变质， 因此对小麦赤霉病麦粒的检测以及赤霉病麦粒的筛选已经成为现在相关领 域研究的主要内容之一。 0003 就目前来说， 进行小麦赤霉病麦粒检测的方法主要有气相色谱法、 高效液相色谱 法、 薄层色谱法、 酶联免疫检测法等生物化学方法。 但是使用上诉方法都需要较高的专业知 识技能作为基础， 同时进行赤霉病小麦检测时， 需要的时间消耗很长、 人力物力的需求量也 很大， 同时也需要大量的时间进行对比才能够得出准确的检测效。

6、果， 在实际的使用中， 很难 在实际的应用中得到广泛的推广， 同时也很难达到较好的时效性。 0004 今年来， 随着光谱成像技术的不断发展， 这一技术能够有效的结合被检测物体的 光谱信息和图像信息， 针对特定波长的可见光光波进行特定的图谱检测， 具有图谱合一的 优点。 通过对被检测物体的图像在特定波长的可见光照射下具有的特定特点进行分析， 进 而能够达到对特定物体检测的效果。 目前这种对于光谱检测方法被用于物体的快速无损检 测、 鉴定以及水果的品质分析等。 0005 在现有的技术中， 有的利用光谱成像技术进行玉米霉变程度的检测， 进而提高玉 米没变程度的鉴定准确率； 还有的利用光谱成像技术进行。

7、水稻纹枯病的检测； 同时还有的 利用光谱成像技术进行蓝莓含糖量以及硬度的检测。 这些都达到了较好的效果。 0006 因此， 如何利用赤霉病小麦的光学特性， 进行赤霉病小麦的筛选， 进而达到提高小 麦品质的目的， 是现在小麦领域急需解决的技术问题。 发明内容 0007 本发明的目的是为了解决现有技术无法实现的快速、 高效率、 高准确率进行赤霉 病小麦粒识别的缺陷， 提出的一种基于两种特定波长的可见光光谱数据进行赤霉病小麦粒 识别的方法。 0008 为了实现上述的目的， 本发明的技术方案如下： 使用特定的波长的可见光照射被检测小麦粒： 可见光的波长分别是500nm和550nm的光 源进行叠加达到的。

8、混合光源； 采集经过混合光源照射的待检测麦粒的反射光谱图像， 同时收集赤霉病麦粒与优质麦 粒的光谱反射图像； 对优质麦粒与赤霉病麦粒的光谱图进行分析， 进而分析出两种麦粒在相同照射光下的 说明书 1/3 页 3 CN 110044831 A 3 数据特征； 获取不同麦粒在混合光源照射下的特征， 建立麦粒识别的阈值区域； 进行麦粒检测， 根据已经获取的麦粒在特定混合光照下的特征值， 进行赤霉病麦粒与 优质勉励的识别与判断。 0009 本发明的主要部分在于使用两种特定波长的可见光进行光线的混合， 根据实验的 结果， 采用500nm和550nm波长的可见光混合的光源进行赤霉病麦粒检测时能够达到95%。

9、的 分辨率， 因此这种方法能够有效、 快速的进行赤霉病麦粒的检测的识别， 提高赤霉病麦粒检 测的可靠性。 附图说明 0010 图1为本发明的方法顺序流程图 图2为赤霉病麦粒在可见光各种波长情况下的分辨率示意图； 图3为赤霉病麦粒在两种可见光叠加情况下的分辨率示意图。 具体实施方式 0011 为了使本发明能够达到最大的功效， 本发明运用流程图与理论附图进行说明， 说 明如下： 如图1的发明实施的流程图所示， 本发明是一种基于两种特定波长的可见光叠加方式 进行赤霉病小麦筛选方法， 其实施的步骤主要分为以下几步： 第一步， 进行两种特定波长的可见光叠加， 分别使用500nm和550nm的可见光进行光。

10、源 的叠加， 得到本发明中需要使用的特定光源。 0012 因为不同波长的可见光进行赤霉病小麦检测时具有不同的效率， 如图2所示， 给出 了不同波长的可见光进行赤霉病小麦检测时的效率。 0013 通过图2能够看出， 在可见光的波长范围内， 没有一个波长的检测效率能够达到 80%， 因此进行单色光源的赤霉病麦粒检测的效率不会很高， 进而选择通过两种特定波长的 光源叠加的方式进行赤霉病麦粒的检测。 0014 通过实验能够得出使用两种特定波长可见光叠加得到的光源进行赤霉病小麦的 检测的效率会更高， 如图3所示， 能够看出在使用两种特定波长的可见光叠加得到的光源进 行赤霉病麦粒检测时， 最高检测效率能够。

11、达到95%及以上。 0015 所以本发明采用的光源是利用两种特定波长的可见光叠加得到的， 分别采用的可 见光波长是500nm和550nm这两个波长的可见光进行光源的搭建。 0016 第二步， 利用搭建好的光源分别照射样品， 样品分为优质麦粒与赤霉病麦粒， 并获 取各种麦粒的光谱特征信息。 0017 第三步， 获取优质麦粒与赤霉病麦粒的光谱特征信息后， 对光谱信息进行降噪处 理， 排除噪声的干扰， 使光谱的信息更加的准确。 0018 第四步， 比较优质麦粒与赤霉病麦粒之间光谱信息的差异， 先对两种麦粒的光谱 信息进行数值化操作， 找出两种麦粒光谱数值的取值区间， 进而归纳出小麦数值变化的区 间范。

12、围， 根据数据比较结果， 设定赤霉病筛选的阈值范围， 该阈值范围用于区分赤霉病麦粒 与优质麦粒。 说明书 2/3 页 4 CN 110044831 A 4 0019 第五步， 根据选定的赤霉病麦粒的光谱信息阈值范围， 开始对小麦麦粒进行识别， 判断麦粒是否为赤霉病麦粒， 识别出样本中的赤霉病麦粒。 0020 以上的步骤只是本发明的大体步骤， 主要还是在于光源的的选取， 本发明独创性 的提出同时使用两种特定波长的可见光进行叠加， 进而提高赤霉病麦粒检测识别的效率， 使用的可见光分别是500nm和550nm的光源， 将检测效率提升到95%以上。 进而能够解决赤霉 病小麦检测效率不高的行业难题。 上述的步骤只是本发明的原理， 在不脱离本发明的精神 和范围的前提下， 本发明还会有各种各样的改进， 这些变化和改进都落入要求保护的本发 明的范围内。 本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 说明书 3/3 页 5 CN 110044831 A 5 图 1 图 2 说明书附图 1/2 页 6 CN 110044831 A 6 图 3 说明书附图 2/2 页 7 CN 110044831 A 7 。