基于低成本CMOS相机的叶绿素荧光成像方法研究

作     者：方文广 陆淑雅 李绍稳 Fang Wenguang;Lu Shuya;Li Shaowen

作者机构：安徽农业大学信息与人工智能学院安徽合肥230036 农业农村部农业传感器重点实验室安徽合肥230036 

出 版 物：《黑龙江工业学院学报（综合版）》 (Journal of Heilongjiang University of Technology(Comprehensive Edition))

年 卷 期：2024年第24卷第6期

页      面：93-100页

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：农业农村部农业国际合作项目“作物生命信息感知装备及技术引进与产业化培育”(项目编号:125A0607) 

主　　题：成像系统 CMOS相机 叶绿素荧光 光合效率 荧光检测 

摘      要：叶绿素荧光是反映植物光合效率的重要参数。叶绿素荧光成像技术能对植株光合作用二维空间异质性进行分析,然而现有的叶绿素荧光成像系统需要昂贵的相机和复杂的控制系统,为此提出一种基于低成本CMOS相机的叶绿素荧光成像方法。提出一种可变积分时间的叶绿素荧光图像接收方法,通过改变不同强度激发光下CMOS相机的积分时间,解决了低成本CMOS相机在荧光接收中的控制延迟问题;设计一种简易的叶绿素荧光成像系统,实现800万像素、成像面积为60mm×80mm的荧光图像采集。试验结果显示,该系统能够测量得到清晰的荧光图像,可以在1mm 2的区域检测到植物的光合异质性,将测量结果与商业荧光仪测得的结果相比,决定系数达到0.94。本研究提出的荧光成像方法在可行性和准确性方面取得较好的效果,成像系统测量结果稳定可靠、成本低廉,为叶绿素荧光成像技术提供了更为经济高效的解决方案。