[发明专利]一种植物电信号分析方法及系统

说明书

本发明实施例提供了一种植物电信号分析方法及系统，方法包括：根据光诱导植物所产生的植物电信号，获取植物光电节律信号的直流耦合数据；将直流耦合数据划分为正向趋势数据段和负向趋势数据段；基于植物细胞动力学方程，分别对每一段正向趋势数据段和每一段负向趋势数据段进行数据拟合，确定每一段正向趋势数据段对应的目标参数值和每一段负向趋势数据段对应的目标参数值，以根据目标参数值的变化对植物光电节律信号进行分析。本发明实施例通过采用分段拟合单趋势曲线的方法对植物电信号进行参数拟合，拟合得到的参数能够反映植物光电信号的细微变化，并且拟合过程具有明确的植物细胞电生理学意义，更准确的反映了植物的生理状态。

技术领域

本发明实施例涉及植物光电信号检测技术领域，更具体地，涉及一种植物电信号分析方法及系统。

背景技术

心电图在医学中对心脏相关疾病提供了丰富的数据，与之对应的脑电图也在当前的脑科学研究中具有重要作用。然而，电生理领域的应用绝不仅限于动物。在植物电生理领域中，通过可靠的电信号采集方式，稳定的信号诱导方法，得到了能反应植物叶片或其他组织的，对光的响应程度的植物光电节律图。然而，植物光电节律图不同于心电图，植物光电节律图周期为分钟级，记录方式是直流耦合记录。并且从本质上植物光电节律信号并非植物细胞在没有外界条件改变的情况下，自身发出的电信号，而是通过不同周期的光照来诱导植物产生电活动。

现有技术中，对植物电信号的分析仍采用和心电图、脑电图同样的分析方式，而忽略了植物本身具备的植物生理学特性，不能反映出植物电信号细微的变化信息，导致植物电信号的分析结果不能正确反映植物的生理状态，故而现在亟须一种有效的植物电信号分析方法来科学分析植物的生理状态。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种植物电信号分析方法及系统。

第一方面本发明实施例提供了一种植物电信号分析方法，包括：

S1、根据光诱导植物所产生的植物电信号，获取植物光电节律信号的直流耦合数据；

S2、将所述直流耦合数据划分为正向趋势数据段和负向趋势数据段，所述正向趋势数据段中所有数据点的导数大于0，所述负向趋势数据段中所有数据点的导数小于0；

S3、基于植物细胞动力学方程，分别对每一段所述正向趋势数据段和每一段所述负向趋势数据段进行数据拟合，确定所述每一段所述正向趋势数据段对应的目标参数值和所述每一段所述负向趋势数据段对应的目标参数值，以根据所述目标参数值的变化对所述植物光电节律信号进行分析。

其中，若植物光电节律信号的直流耦合数据为周期信号，相应的，所述步骤S2具体包括：

从所述直流耦合数据中截取出一个目标周期信号；

在所述目标周期信号中确定导数为0的若干个目标数据点；

基于所述若干个目标数据点，将所述直流耦合数据划分为正向趋势数据段和负向趋势数据段。

其中，步骤S2还包括：

若任意两个目标数据点的采集时间间隔小于预设阈值，则将所述两个目标数据点聚集为一个目标数据点。

其中，步骤S3具体包括：

基于植物细胞动力学方程，建立目标方程，所述目标方程包括多个预设的目标参数，所述目标方程表示不同时间点对应的细胞膜带电离子的矢量和；

根据所述目标方程，分别对每一段所述正向趋势数据段和每一段所述负向趋势数据段进行数据拟合，确定所述每一段所述正向趋势数据段对应的目标参数值和所述每一段所述负向趋势数据段对应的目标参数值，以根据所述目标参数值的变化对所述植物光电节律信号进行分析。