[发明专利]X射线-可见光双模式成像无损提取水稻稻穗性状

摘要

本发明提供了一种X射线‑可见光双模式成像无损提取水稻稻穗性状的方法，通过双模式成像系统同步获取稻穗反射光表图像及透射光图像，应用椭圆检测、分水岭分割、细化处理与霍夫变换提取稻穗穗颈节、穗粒轮廓、米粒轮廓、穗分支骨架等特征，通过图像配准得到融合图像并建立稻穗产量性状的数学表征：采用稻穗谷粒可见光分割图像连通区域的标记个数表征总穗粒数；采用配准的米粒面积与谷粒轮廓面积之比表征穗粒的灌浆程度从而区分实粒、瘪粒，进行有效穗判定并计算结实率；通过标准样品标定，基于线性回归分析、最小二乘法，结合穗粒区域面积积分建立千粒重数学模型；通过稻穗骨架路径计算穗长、一次枝梗数、一次枝梗平均长度及二次枝梗数，用粒数与穗长之比表征着粒密度。本发明的特点在于：不经过脱粒、不经过分离实粒瘪粒的情况下即可快速、准确获取稻穗产量性状，为双模式成像在稻穗产量性状无损解析中的应用提供了一条可行途径。

主权项

1.一种全自动X射线‑可见光双模式成像提取水稻稻穗形状的方法，分为X射线可见光双模式成像系统及图像数据分析两个功能模块，前者用于同步采集稻穗可见光、X‑ray图像，后者通过双模式图像产量特征解析和产量性状数学表征研究，实现无损提取稻穗产量性状。双模式成像系统包括铅防暗室(1)、工作站(2)、LED光源(3)、可见光高分辨相机(4)、微焦斑X射线源(5)、平移旋转控制器(6)、稻穗放置台(7)、X射线平板探测器(8)。其特征在于：调试不同的射线源电压(改变X射线能量)，找到对比度最好(对谷壳吸收小、米粒吸收大)的电压值，用于后续图像处理。将稻穗平铺于载物台，通过调节平移旋转控制器保证被测对象同时位于两套成像装置视野内。采用硬件触发成像方式，保证同步获取反射光线图像和投射光图像。