[发明专利]一种基于高光谱图像的小麦品种赤霉病综合抗性鉴定方法

摘要

本发明公开了一种基于高光谱图像的小麦品种赤霉病综合抗性鉴定方法，该方法以不同品种感染赤霉病病菌小麦麦穗为研究对象，综合运用高光谱成像技术、光谱学、时间序列分析、深度学习等诸多领域的知识，提出了：针对感染未发病期小麦品种抗性鉴定方法、针对发病后小麦品种抗性鉴定方法和小麦品种赤霉病综合抗性鉴定方法。本发明突破感染期抗性检测的困难、人工鉴定操作中速度慢、精度低及化学方法中程序复杂、成本高等缺陷，不仅为品种小麦赤霉病抗性鉴定提供更加快速精准的方法，而且可以在小麦感染赤霉病菌但未发病期对小麦品种进行抗性鉴定。

主权项

1.一种基于高光谱图像的小麦品种赤霉病综合抗性鉴定方法，其特征在于包括感染未发病期小麦品种抗性鉴定、发病后小麦品种抗性鉴定和基于以上两种研究结果的小麦品种赤霉病综合抗性鉴定；具体鉴定方法步骤如下：a、小麦样品采集：从待检测小麦中选取样品，并按照品种做好相应标记；b、小麦麦穗的高光谱图像采集：利用高光谱成像系统对待测小麦麦穗进行成像，通过得到的图像，进行小麦赤霉病感染未发病时期抗性比较和发病后小麦赤霉病等级检测模型建立；c、小麦赤霉病感染未发病时期抗性比较：该步骤包括不同品种小麦赤霉病初始发病时间检测和不同品种小麦相同感染时期的小麦赤霉病抗性研究；其中，不同品种小麦赤霉病初始发病时间检测是通过探索麦穗感染病菌后光谱随着感染时间变化的规律及特征，基于时序性特征采用动态时间弯曲聚类算法对时序关键点进行分析，基于时序高光谱的不同品种小麦赤霉病初始发病时间检测，以此来比较不同品种小麦的赤霉病抗性；不同品种小麦相同感染时期的小麦赤霉病抗性研究是通过探明不同品种相同感染时期的麦穗光谱特征和图像特征变化差异，基于光谱特征差异和图像特征差异分析比较出不同品种的小麦赤霉病抗性；d、发病后小麦赤霉病等级检测模型建立：将完全发病后的小麦麦穗样品高光谱图像，通过高光谱图像ROI提取、预处理、特征波段图像选取，并结合RCNN‑VGG16算法建立基于高光谱图像的小麦赤霉病等级检测模型，并实现发病小穗和正常小穗的目标检测及标注，通过不同品种小麦赤霉病患病平均严重度来比较小麦品种赤霉病抗性；e、小麦品种赤霉病综合抗性鉴定：通过初始发病时间以及不同品种小麦的发病后患病平均严重度的比较，根据国家农业行业标准NY/T1443.4‑2007小麦赤霉病发病平均严重度鉴定小麦抗性标准并结合初始发病时间将不同小麦品种具体分为综合抗性抗病型，综合抗性中抗型，综合抗性中感型，综合抗性感病型。