[发明专利]基于激光诱导击穿光谱傅里叶逆变换的水稻种子类型识别方法及装置

说明书

本发明公开一种基于激光诱导击穿光谱傅里叶逆变换的水稻种子类型识别方法及装置，所述方法包括：测量出标准水稻种子的激光诱导击穿光谱；对标准水稻种子的激光诱导击穿光谱进行降噪处理；对标准水稻种子降噪后的激光诱导击穿光谱进行傅里叶逆变换，得到其时域信号；根据所述时域信号，采用BP神经网络方法建立水稻种子类型识别模型；测量出待测水稻种子样品的激光诱导击穿光谱，对待测水稻种子的激光诱导击穿光谱进行降噪处理；对待测水稻种子降噪后的激光诱导击穿光谱进行傅里叶逆变换；最后根据水稻种子类型识别模型识别出待测水稻种子的类型。本发明提供的方法能降低光谱噪声及弱强度光谱线对识别效果的影响，提高水稻种子类型识别的效果。

技术领域

本发明涉及水稻种子类型识别技术领域，特别涉及一种基于激光诱导击穿光谱傅里叶逆变换的水稻种子类型识别方法。

背景技术

水稻是中国最重要的粮食作物之一，目前，我国水稻的播种面积约占粮食作物总面积的1/4，但其产量约占全国粮食总产量的1/2。水稻产量的波动会直接影响粮食供给，威胁我国粮食安全。水稻种子类型识别是目前农业生产、作物育种和种子检验中的一个重要问题。由于制售假冒伪劣种子等现象的日益增多，每年造成的经济损失是巨大的。同时，由于水稻种子类型识别比较困难，每年因品种搞错和纯度差也会造成巨大的经济损失。因此，水稻种子类型识别日益受到种子质检部门、水稻育种研究等单位的重视。

目前，国内外水稻种子类型识别的常用方法主要有形态学方法、化学鉴定法、电泳鉴定法、幼苗鉴定法、田间小区种植鉴定法和DNA分子标记法等。但是，上述的这些水稻品种鉴别的方法都存在一些不足之处，如：精度不高，操作过程繁琐，效率低，非专业人员难以胜任，不适宜对样品进行批量分析以及无损在线检测等。因此，建立一套简便、快捷、高效、经济、准确度高的水稻品种鉴别技术是很有必要的。

光谱技术因其快捷、覆盖面广等特点，在各种行业中得到了越来越广泛的应用，光谱技术的发展为水稻种子类型识别提供了一种新的技术手段。利用光谱对水稻品种鉴别具有速度快、效率高、成本低、测试重现性好、测量方便等特点。目前，光谱技术用于水稻种子类型识别的方法主要有：可见/近红外光谱、光致发光光谱、漫反射光谱、高光谱图像技术、激光诱导击穿光谱等。但目前这些光谱识别方法都是直接将光谱信号与化学分析方法相结合对水稻种子类型进行识别。由于光谱中噪声及大量强度较弱的光谱对识别有较大的影响，因此，其识别效果并不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于激光诱导击穿光谱傅里叶逆变换的水稻种子类型识别方法，该方法采用将降噪后的激光诱导击穿光谱进行傅里叶逆变换，得到其时域信号，再将时域信号与化学分析法相结合对水稻种子类型进行识别。

为实现上述目的，本发明具体采用以下技术方案：

本发明第一方面，提出一种基于激光诱导击穿光谱傅里叶逆变换的水稻种子类型识别方法，包括以下步骤：

S1、测量出标准水稻种子的激光诱导击穿光谱；

S2、对标准水稻种子的激光诱导击穿光谱进行降噪处理；

S3、对标准水稻种子降噪后的激光诱导击穿光谱进行傅里叶逆变换，得到其时域信号；

S4、根据傅里叶逆变换后所得到的标准水稻种子诱导击穿光谱时域信号，采用BP神经网络方法建立水稻种子类型识别模型；

S5、测量出待测水稻种子样品的激光诱导击穿光谱，测量的光谱范围与步骤S1中的相同；

S6、对待测水稻种子的激光诱导击穿光谱进行降噪处理，采用的降噪处理方法与步骤S2中的相同；

S7、对待测水稻种子降噪后的激光诱导击穿光谱进行傅里叶逆变换，采用的傅里叶逆变换处理方法与步骤S3中的相同，得到的待测水稻种子诱导击穿光谱时域信号；