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光谱学与光谱分析 2015年第12期35卷 3388-3392页

作者：李天昕贾仕强刘旭赵盛毅冉航严衍禄安冬北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

探索使用近红外反射和透射光谱法（波长范围908.1-1 677.2nm）鉴定玉米杂交种纯度,并对两种方法进行比较。对光谱进行一阶导数、矢量归一化的预处理后,使用主成分分析（PCA）和正交线性判别分析（OLDA）提取光谱特征,使用支持向量机（SV... 详细信息

探索使用近红外反射和透射光谱法（波长范围908.1-1 677.2nm）鉴定玉米杂交种纯度,并对两种方法进行比较。对光谱进行一阶导数、矢量归一化的预处理后,使用主成分分析（PCA）和正交线性判别分析（OLDA）提取光谱特征,使用支持向量机（SVM）分别建立两个玉米品种（农华101和京玉16）的种子纯度鉴定模型。反射近红外光谱建立的农华101和京玉16的正确鉴定率分别为100%和90%。但反射光谱法受种子摆放位置的影响很大,胚面和非胚面光谱有较大差异。透射光谱法建立的京玉16和农华101纯度鉴定模型的正确鉴定率均为98%,胚面和非胚面的光谱相似度很高。结果表明,利用近红外反射和透射光谱法鉴定玉米杂交种纯度是可行的;透射光谱法更适于分析单籽粒玉米种子。

关键词：近红外光谱透射分析反射分析玉米杂交种纯度

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利用少量波段近红外光谱图像鉴定玉米种子纯度

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光谱学与光谱分析 2017年第9期37卷 2743-2750页

作者：冉航崔永进靳召晰严衍禄安冬中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083

为实现玉米杂交种的自动化快速分选,提出了应用少量近红外波段光对玉米种子进行成像,获取种子光谱图像并提取纹理特征来鉴定玉米杂交种纯度的方法。采集5个玉米品种的母本和杂交种在4个短波近红外波段的透射光谱图像和4个中波近红外波... 详细信息

为实现玉米杂交种的自动化快速分选,提出了应用少量近红外波段光对玉米种子进行成像,获取种子光谱图像并提取纹理特征来鉴定玉米杂交种纯度的方法。采集5个玉米品种的母本和杂交种在4个短波近红外波段的透射光谱图像和4个中波近红外波段的反射光谱图像,采用白板标定校正光谱图像,运用中值滤波、大津法去除噪声,从背景中分割出种子,应用灰度分布统计,灰度共生矩阵提取纹理特征,对同一粒种子拼接其在各波长处的特征数据,应用主成分分析和正交线性判别分析降维并获得子空间的最佳可分性,使用支持向量机建立透射和反射光谱图像纯度鉴定模型。透射和反射模型对5个玉米品种平均正确鉴别率均在85%以上。表明利用少量波段的近红外光谱图像鉴定玉米杂交种纯度是可行的。

关键词：近红外光谱图像玉米杂交种纯度交叉验证

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近红外光谱快速判定玉米种子品质与种类方法研究

近红外光谱快速判定玉米种子品质与种类方法研究

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作者：刘洪辉北京化工大学

学位级别：硕士

玉米在我国农作物中占有重要地位,发展玉米种子品性评价(如玉米种子纯度、活力)及优良品种培育技术(如单倍体育种技术)是保证玉米产业持续增长和发展的关键。目前,传统种子纯度与活力评价方法存在费时、费力,部分具有破坏性,准确性差等... 详细信息

玉米在我国农作物中占有重要地位,发展玉米种子品性评价(如玉米种子纯度、活力)及优良品种培育技术(如单倍体育种技术)是保证玉米产业持续增长和发展的关键。目前,传统种子纯度与活力评价方法存在费时、费力,部分具有破坏性,准确性差等问题,而单倍体玉米种子依靠人工分选效率低、错误率高,不能满足玉米种子产业快速发展的需求。近红外光谱技术因其快速、无损等特点具有解决上述问题的潜力,但种子外形变化大、成分分布不均及高速采谱曝光时间短等因素是限制其发展的技术瓶颈。本论文利用近红外光谱分别对玉米杂交种纯度、单倍体玉米种子及玉米种子活力进行研究。从玉米育种企业收集990粒和432粒种子分别用于玉米杂交种纯度和单倍体研究,并分别使用台式FT-NIR光谱仪和自行设计制造的动态光谱采集装置采集种子的静态(手动)和动态光谱(自动);另收集1300粒干种子和170粒吸胀种子,使用FT-NIR光谱仪分别逐粒采集静态光谱,用于研究玉米种子活力。研究结果:①对手动和多次平均采集的静态光谱,采用常规光谱预处理方法(包括MSC、SNV及Savitzky-Golay导数)和SIMCA建模方法,建立的籽粒杂交种纯度及单倍体玉米籽粒模型的正确识别率均在90%以上;②对自动采集的高速(约20粒/s)运动种子的动态光谱,使用与①相同的方法建模,其正确识别率下降至85%。③分别利用CARS及小波变换处理各自(纯度和单倍体)的动态光谱,建立的玉米杂交种纯度及单倍体玉米籽粒的SIMCA模型的正确识别率分别在90%及93%以上;④对于玉米种子活力,利用CARS、小波变换及常规预处理方法处理其静态光谱,采用SIMCA方法建立的干种子和吸胀种子活力识别模型的正确识别率在55%和75%以上。结论:与静态光谱相比,动态光谱噪声增大1个数量级,常用处理方法难以消除其影响。本文研究的方法可有效消除其影响,实现了近红外光谱对玉米种子纯度和单倍体玉米籽粒的准确、快速识别,是该领域中的重大技术突破,对玉米种业发展具有重要意义;吸胀可明显提高玉米种子活力模型的正确识别率,尚需进一步研究提高其识别率。

关键词：玉米杂交种纯度单倍体玉米种子分选玉米种子活力近红外光谱 SIMCA

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