[发明专利]一种基于图像分析的种子活力高通量精准鉴定方法

说明书

本发明涉及一种对农作物种子活力进行鉴定的方法。一种基于图像分析的种子活力高通量精准鉴定方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、准备高通量种子活力检测设备；接通电源，打开光照单元，启动图像采集单元，启动数据分析单元；步骤二、利用定距摆种器将待测种子置于蓝色背景的样品放置平台上；步骤三、数据分析单元通过数据线调用图像采集单元内软件，启动图像采集单元开始对种子萌发过程拍照，从将待测种子置于样品放置平台开始，至第七天结束，拍照间隔时间为60分钟，并将所拍照图片存储于图像采集单元；步骤四、对每个图像采集单元内图片预处理，统计后通过Excel表导入数据分析单元，自动生成种子活力评价的相关指标参数。该方法能够准确、高效的评价种子的活力。

技术领域

本发明涉及一种对农作物种子活力进行鉴定的方法，适用于数字化农业领域。

背景技术

种子活力是评价种子质量的重要指标之一，高活力的种子能显著的提高种子的耐受性，对于后期植株优良形态学建立和作物高产具有重要意义。然而，当前我国农业生产存在农作物种子质量低，耗种量大，后期出苗不一致的问题。这就凸显了提高种子质量的必要性，而通过种子活力对种子质量进行检测是一种有效手段。

种子发芽是一个动态过程，其发芽速度、发芽整齐度、芽健康程度对后期的出苗和壮苗的建成均有影响。传统的种子活力检测方法检测指标单一，费工、费时，重复性低、准确性差、周期长、效率低下。近年来，数字图像处理与模式识别技术得到迅速发展，并在工业生物医学、工业自动化、智能交通、卫星遥感等应用领域中得到广泛的应用。利用图像自动获取和软件提取分析对种子活力的研究是未来研究的热点之一。然而，对该方法的研究基本上处于起步探索阶段，有必要进一步完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像分析的种子活力高通量精准鉴定方法，该方法能够准确、高效的评价种子的活力。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种基于图像分析的种子活力高通量精准鉴定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、准备高通量种子活力检测设备；接通电源，打开光照单元，启动图像采集单元，启动数据分析单元；

步骤二、将待测种子置于蓝色背景的样品放置平台4上；

步骤三、数据分析单元通过数据线调用图像采集单元内软件，启动图像采集单元开始对种子萌发过程拍照，从将待测种子置于样品放置平台4开始，至第七天结束，拍照间隔时间为60分钟，所拍照图片的张数168张，并将所拍照图片存储于图像采集单元；

步骤四、对每个图像采集单元内图片预处理，统计后通过Excel表导入数据分析单元，自动生成种子活力评价的相关指标(相关指标参数)。

图片预处理是通过人工选取种子全部萌发前图片(≥6张，如至第七天结束仍有没萌发的截止到第7天)，统计不同时间点的萌发种子数，以及对最后一张图片中单株下胚轴长和胚根长的路径绘制；按间隔时间通过连续拍照自动记录种子萌发过程(即相邻2张之间有拍照间隔时间，为60分钟)，利用图像分析获取种子萌发的相关指标参数，具体包含，萌发整齐度：发芽率从40％升至60％所用的时间(u6040)、发芽率从25％升至75％所用的时间(u7525)、发芽率从20％升至80％所用的时间(u8020)、发芽率从16％升至84％所用的时间(u8416)、发芽率从10％升至90％所用的时间(u9010)；萌发速度：平均发芽时间(MGT)、最大发芽率(gMAX)、发芽率达到10％所用的时间(t10)、发芽率达到50％所用的时间(t50)；萌发曲线下面积(AUC)；下胚轴长度(HL)、胚根长度(RL)。

相同时间内，种子完全萌发前，萌发整齐度(u6040、u7525、u8020、u8416、u9010)越高，萌发速度(MGT、gMAX、t10、t50)越快，萌发曲线下面积(AUC)越大，表明种子活力越高；相同时间内，种子平均下胚轴长(HL)和胚根长(RL)的值越大，表明种子活力越高。