Anwendung einer hyperspektralen Kamera zur Erfassung der Vitalität von Kürbissamen

Als wichtige Wirtschaftspflanze hängt die Vitalität der Kürbiskerne unmittelbar mit der Erscheinungsrate, dem Wachstumspotenzial der Sämlinge und dem Endertrag nach der Aussaat zusammen.wie zum Beispiel Keimungstest, sind zeitaufwändig und mühsam und können nicht den Bedürfnissen einer schnellen und groß angelegten Qualitätserkennung von Saatgut in der modernen Landwirtschaft gerecht werden.Die Hyperspektralbildtechnologie vereint die Vorteile von Spektroskopie und Bildgebung, und kann die Spektralinformationen und räumliche Informationen von Proben gleichzeitig erhalten, was ein großes Potenzial im Bereich der zerstörungsfreien Lebensfähigkeitstests für Saatgut zeigt.

一、Vorbereitung von Versuchsmaterialien

Teilen Sie die Kürbiskerne in 4 Gruppen von 100 Samen und legen Sie sie in einen Nylon-Gitterbeutel, wie in Abbildung 3-2 gezeigt.Das spezifische Verfahren ist wie folgt:: 3 Probengruppen entnommen, die erste Probengruppe in den Trockner gelegt, die zweite Probengruppe 24 Stunden später in den Trockner gelegt, die dritte Probengruppe 24 Stunden später in den Trockner gelegt,und alle Proben mit einer Alterungszeit von 1 bis 3 Tagen nach 3 Tagen entnehmen (die erste Gruppe sind die Proben mit einer Alterungszeit von 3 Tagen)Die Gruppe 2 ist für 2 Tage und die Gruppe 3 für 1 Tag gealterte Proben bestimmt.Die übrigen 1 der 4 Gruppen wurden während des Alterungsgruppenversuchs nicht einer Alterungsprozessbehandlung unterzogen und 3 Tage lang bei Raumtemperatur aufbewahrt..

二、Hyperspektraldatenerfassung

Nach dem Abbau der Spektraldaten wurden die Samen mit unterschiedlichem Alterungstag mit einer Farbspektrum-Hyperspektralkamera gesammelt und für alle Proben Hyperspektralbilder von 400-1000 nm aufgenommen.Es wurden insgesamt 400 Spektralkurven ermittelt., wie in der Abbildung gezeigt.

Beobachten Sie das Wachstum täglich und gießen Sie die richtige Menge Wasser, um sicherzustellen, dass das für die Keimung benötigte Wasser vorhanden ist.Nachstehend ist das Vorkeimversuchsdiagramm für Kürbiskerne dargestellt..

Die durchschnittlichen Spektraldaten jedes Saatguts wurden nach dem Vitalitätsgrad des einzelnen Saatguts klassifiziert und die Gesamtspektralkurve jedes Saatguts wurde in der nachstehenden Abbildung dargestellt.

三、Spektraldatenverarbeitung

Das Originalhyperspektralbild ist anfällig für Lärm und ungleichmäßige Beleuchtung.und die Beleuchtungsdifferenz wird auf der Grundlage der Reflexionskorrektur der Standardtafel eliminiert. Die Interessengebiet (ROI) wird aus dem korrigierten Bild extrahiert, wobei der Fokus auf den Samenembryo und Endosperm liegt, um die Genauigkeit der anschließenden Merkmalextraktion zu gewährleisten.Um Daten zunächst zu komprimieren, werden Dimensionalitätsreduktionsmethoden wie die Hauptkomponentenanalyse (PCA) verwendet., wichtige Informationen zu speichern und Berechnungen zu reduzieren.

四Schlussfolgerung und Aussichten

In dieser Studie wurde ein Modell zur Detektion der Vitalität von Kürbiskernen auf der Grundlage der hyperspektralen Bildgebung erfolgreich konstruiert, um schnelle,nicht zerstörende und hochpräzise Identifizierung der Lebenskraft, und eine effiziente technische Lösung für die Qualitätskontrolle der Kürbissamenindustrie bieten.und multimodale Daten (z. B. Fluoreszenzspektrum)In Kombination mit der Internet-of-Things-Technologie können die Messtechniken, die für die Erfassung von Daten in komplexen Umgebungen erforderlich sind, in die Datenbank integriert werden.Ein Online-Überwachungssystem für die Vitalität von Saatgut kann errichtet werden, um die Echtzeitkontrolle und genaue Prüfung der Saatgutqualität in der intelligenten Landwirtschaft zu erleichtern.