[发明专利]单籽粒玉米淀粉含量拉曼高光谱分级方法

说明书

本发明涉及谷物种子分级筛选技术领域，公开了一种单籽粒玉米淀粉含量拉曼高光谱分级方法，包括：基于单籽粒玉米样本的胚面拉曼高光谱图像和非胚面拉曼高光谱图像，建立单籽粒玉米样本双表面标准拉曼光谱曲线；基于旋光法获取单籽粒玉米样本淀粉含量理化值；基于单籽粒玉米样本双表面标准拉曼光谱曲线和单籽粒玉米样本淀粉含量理化值，建立单籽粒玉米淀粉含量分级模型；基于单籽粒玉米淀粉含量分级模型，实现单籽粒玉米种子淀粉含量无损分级。本发明实施例提供的分级方法，通过单籽粒玉米样本双表面标准拉曼光谱曲线结合淀粉含量理化值，建立单籽粒玉米淀粉含量分级模型，提高分级模型准确性，实现单籽粒玉米种子淀粉含量的快速无损分级。

技术领域

本发明涉及谷物种子分级筛选技术领域，特别是涉及一种单籽粒玉米淀粉含量拉曼高光谱分级方法。

背景技术

高光谱图像是一个三维数据立方体，数据融合了成像技术和光谱技术的优点，将图像信息和光谱信息合二为一，在分析时既可以对某一区域进行光谱分析，又可以获取某一特征波段下的图像信息。拉曼光谱是一种散射光谱，拉曼信号由极化率发生变化的分子振动产生，常见的烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、含氧化合物及含氮化合物均有较强的拉曼谱带。通过两种技术结合，拉曼高光谱技术能够对样本进行快速、无损检测，特别适用于具有拉曼活性物质的分析，是农产品安全检测领域重要的检测手段之一。近年来，拉曼光谱已被广泛应用于各类谷物种子的品质安全检测中，检测对象包括化学成分、损伤、霉变、种子活力等。

玉米作物我国三大粮食作物之一，其产量影响着我国农业的发展和社会的稳定，而玉米种子质量对实现玉米增产目标至关重要。玉米种子中淀粉的含量一般比其他谷物高，在淀粉生产中占有重要位置，世界上大部分淀粉是用玉米进行生产。因此，快速筛选出淀粉含量高的玉米种子在食品加工、原料分级筛选等过程中具有重要地位。

现有的玉米种子多采用漫反射扫描方式获取高光谱信息，这样可以大大缩短样本采集时间，提高玉米种子在线分选的效率。但是，玉米籽粒的结构特征明显，胚面和非胚面中胚乳部分的占比差异显著，而玉米淀粉在胚和胚乳中的含量差距巨大，胚乳中淀粉含量一般在85％以上，而胚中淀粉含量只有10％左右。现有的漫反射扫描方式往往只采集玉米种子单面的高光谱图像，获取的图像信息无法完全反映出整粒玉米种子的真实情况，导致单籽粒玉米种子淀粉含量分级效果不理想。

发明内容

本发明提供一种单籽粒玉米淀粉含量拉曼高光谱分级方法，用以解决现有的漫反射扫描方式往往只采集玉米种子单面的高光谱图像，获取的图像信息无法完全反映出整粒玉米种子的真实情况，导致单籽粒玉米种子淀粉含量分级效果不理想的问题。

本发明实施例提供一种单籽粒玉米淀粉含量拉曼高光谱分级方法，包括

基于单籽粒玉米样本的胚面拉曼高光谱图像和非胚面拉曼高光谱图像，建立单籽粒玉米样本双表面标准拉曼光谱曲线；

基于旋光法获取单籽粒玉米样本淀粉含量理化值；

基于所述单籽粒玉米样本双表面标准拉曼光谱曲线和所述单籽粒玉米样本淀粉含量理化值，建立单籽粒玉米淀粉含量分级模型；

基于所述单籽粒玉米淀粉含量分级模型，实现单籽粒玉米种子淀粉含量无损分级。

本发明实施例提供的单籽粒玉米淀粉含量拉曼高光谱分级方法，不但能够充分利用拉曼高光谱技术无损检测的特点，检测过程中无需对样本进行预处理，不使用任何化学试剂，不影响样本的后续播种且检测成本低；而且有效利用拉曼高光谱图像包含目标空间信息的特点，开展单籽粒玉米样品胚面和非胚面双表面图像采集，获取代表单籽粒玉米种子淀粉含量的单籽粒玉米样本双表面标准拉曼光谱曲线，结合单籽粒玉米样本淀粉含量理化值，建立单籽粒玉米淀粉含量分级模型，克服玉米种子单一表面光谱与淀粉含量相关性差这一难题，有效提高分级模型准确性，实现单籽粒玉米种子淀粉含量的快速无损分级。

附图说明