[发明专利]基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置和方法

权利要求书

1.一种基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置，其特征在于，包括：

激光器(6)，用于以激光直接照射被鉴别种子表面；

CCD摄像头(5)，安装在被鉴别种子正上方，用于采集被鉴别种子的激光漫反射图像；

激光器控制器(2)，与所述激光器(6)相连，用于控制激光器(6)发出的激光光强和光斑的大小；

计算机(1)，与所述CCD摄像头(5)相连，用于处理和分析CCD摄像头(5)所获得的被鉴别种子的激光漫反射图像上光晕的信息。

2.如权利要求1所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置，其特征在于，所述鉴别装置还包括：种子样品台(9)，设置在所述CCD摄像头(5)正下方，用于放置被鉴别种子。

3.如权利要求1所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置，其特征在于，所述鉴别装置还包括：第一支撑架(3)，用于安装所述CCD摄像头(5)，以调节所述CCD摄像头(5)的位置。

4.如权利要求1所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置，其特征在于，所述鉴别装置还包括：第二支撑架(4)，用于安装所述激光器(6)，以调节所述激光器(6)的位置。

5.如权利要求1所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置，其特征在于，所述激光器(6)为波长范围在600nm～1000nm、功率范围在10mW～100mW的半导体激光器。

6.如权利要求1所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置，其特征在于，所述CCD摄像头(5)为波长范围在400nm～1000nm的可见/近红外双通道CCD摄像头，所述可见/近红外双通道CCD摄像头(5)的可见光通道用于观察被鉴别种子的放置位置，所述可见/近红外双通道CCD摄像头(5)的近红外通道用于采集被鉴别种子的激光漫反射图像。

7.一种基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别方法，通过建立种子生命力鉴别模型对农作物种子进行生命力鉴别，其特征在于，所述鉴别方法包括以下步骤：

S1：种子样品选择：选择若干农作物种子，将其分为2组，一组用于鉴别其生命力，把单粒种子放置在样品台上；另一组作为校验样本用于验证评估所建立的鉴别模型或备用；

S2：图像采集：选用波长范围在400nm～1000nm的可见/近红外双通道CCD摄像头，采用其可见光通道，观察可见光下被鉴别种子的放置位置以确定种子的角度、位置和距离CCD摄像头的距离；选用波长范围在600nm～1000nm的半导体激光器照射被鉴别种子；选用CCD摄像头的近红外通道，调节所述CCD摄像头与所述激光器的夹角，使所述半导体激光器的焦点与所述CCD摄像头的焦点重合于种子表面光斑处，使用所述CCD摄像头采集被鉴别种子在近红外光照射下的激光漫反射图像；

S3：图像预处理：对所采集到的被鉴别种子的激光漫反射图像进行预处理，所述预处理包括灰度转化、图像去噪处理和图像背景分割；

S4：图像信息提取：对预处理之后的被鉴别种子的激光漫反射图像提取图像信息，重点提取图像上光晕所包含的信息，以获取有生命力和无生命力种子的漫反射图像差异特征参数；

S5：种子生命力鉴别：对所获取的漫反射图像差异特征参数进行处理，作出其变化曲线，设定生命力不同的两种种子之间的阈值，并使用所述校验样本优化所述阈值，以鉴别种子生命力。

8.如权利要求7所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别方法，其特征在于，所述鉴别方法还包括步骤S6：未知种子样品生命力鉴别：采集所述未知种子样品的激光漫反射图像，对该图像进行处理，根据所设定的阈值鉴别未知种子的生命力。

9.如权利要求7所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别方法，其特征在于，所述步骤S3中的图像去噪处理方法包括；中值滤波、小波方法、ROF方法和非局部方法；所述图像背景分割方法包括：双峰法、大津法和迭代法。

10.如权利要求7所述的基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别方法，其特征在于，所述步骤S4中图像信息提取方法包括：面积法、光强均值法、光晕像素强度频率法和洛伦兹函数逼近描述法。