首页 > 论文 > 光谱学与光谱分析 > 33卷 > 10期(pp:2847-2852)

基于高光谱图像技术的玉米杂交种纯度鉴定方法探索

Study on Method of Maize Hybrid Purity Identification Based on Hyperspectral Image Technology

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摘要

对玉米种子高光谱图像的光谱维信息进行分析, 探索利用高光谱图像技术鉴定玉米杂交种纯度的可行性。 实验中利用高光谱成像系统采集玉米品种农华101的母本和杂交种的高光谱图像, 波长范围871~1699 nm; 在每个玉米样本上提取感兴趣区域的平均光谱信息, 利用处理后的数据建立农华101母本和杂交种的鉴定模型。 讨论了样品的摆放方式(种子胚正对光源和背对光源, 种子在样品台上的位置)和实验环境对鉴定模型性能的影响。 鉴定模型对不同摆放方式和实验环境下获得的同种样品的光谱的正确识别率和正确拒识率均达到90%以上, 模型稳健性良好。 利用Qs方法选择特征波段<参考文献原文>, 发现在1 230 nm附近(1 195~1 246 nm)农华101的母本和杂交种差异最大。 实验中利用特征波段内的数据进行建模和测试, 正确识别率和正确拒识率达到90%以上, 与利用全波段(925~1597 nm)获得的识别效果相当。 分析结果表明, 利用高光谱图像技术鉴定玉米杂交种纯度是可行的。

Abstract

The feasibility of employing hyperspectral image technology to identify maize hybrid purity was studied by analyzing the spectral information of maize hyperspectral image. The hyperspectral images of hybrid and female parent of maize variety NH101 in the range of 871~1 699 nm including 308 wavelengths were collected by hyperspectral imaging system. We extracted average spectral information of interested region on maize seed and built identification models of hybrid and female parent of maize variety NH101 based on processed spectral data. The influences of different sample laying modes (seed embryo facing the light source, seed embryo backward light source, and seed put in different locations on sample stage) and experimental environments on the performance of identification models were discussed. Spectral collected under different sample laying modes and experimental environments were used to test the robustness of identification models. The average correct acceptance rates and average correct rejection rates are more than 90%. The feature spectral bands (1 195~1 246 nm) with which the differences between hybrid and female parent are the largest were extracted by a wavelength selection method based on standard deviations, called Qs. The performance of identification models built based on spectral data in feature spectral bands reached the same level of models built based on spectral data in the full range of 925~1 597 nm. The results demonstrated the feasibility of using hyperspectral image technology as an objective and rapid method for the identification of maize hybrid purity.

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补充资料

中图分类号:S513

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2013)10-2847-06

基金项目:国家(863计划)项目(2011AA10A103-1), 北京市科技计划项目农科城种子检测ISTA认证与服务平台建设(D131100000413002)和国家大学生科技创新项目(201210019124)资助

收稿日期:2013-01-20

修改稿日期:2013-03-26

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

贾仕强:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
刘哲:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
李绍明:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
李林:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
马钦:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
张晓东:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
朱德海:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
严衍禄:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
安冬:中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083

联系人作者:贾仕强(jiashiqiang@cau.edu.cn)

备注:贾仕强, 1989年生, 中国农业大学信息与电气工程学院研究生

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引用该论文

JIA Shi-qiang,LIU Zhe,LI Shao-ming,LI Lin,MA Qin,ZHANG Xiao-dong,ZHU De-hai,YAN Yan-lu,AN Dong. Study on Method of Maize Hybrid Purity Identification Based on Hyperspectral Image Technology[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33(10): 2847-2852

贾仕强,刘哲,李绍明,李林,马钦,张晓东,朱德海,严衍禄,安冬. 基于高光谱图像技术的玉米杂交种纯度鉴定方法探索[J]. 光谱学与光谱分析, 2013, 33(10): 2847-2852

被引情况

【1】刘旭,贾仕强,王春英,刘哲,顾建成,翟伟,李绍明,张晓东,朱德海,黄华军,安冬. 玉米自交系籽粒的遗传距离与其近红外光谱距离和品种鉴别模型性能的关系研究. 光谱学与光谱分析, 2015, 35(9): 2510-2515

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