一種霉變玉米種子檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及種子凈度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種霉變玉米種子檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米是Ξ大主要糧食之一，在我國玉米是重要的糧食和飼料來源。玉米巧粒中胚 乳較大，營養(yǎng)豐富，因此很容易被微生物所污染，屬于較難儲(chǔ)藏的糧食品種。特別是在收獲 季節(jié)遇到陰雨天氣，很容易發(fā)生霉變，我國每年因霉變?cè)斐傻漠a(chǎn)后損失給玉米的生產(chǎn)造成 了很大的影響，霉變不僅成玉米產(chǎn)量減少，導(dǎo)致玉米品質(zhì)下降，而且如果霉變玉米進(jìn)入食物 鏈則會(huì)嚴(yán)重危害人、畜健康，化ng等研究發(fā)現(xiàn)，不同梯度自然霉變的玉米線性降低了肉鴨干 物質(zhì)(DM)、有機(jī)物(0M)、代謝能(ME)的表觀消化率與真實(shí)消化率。因此對(duì)霉變玉米的檢測(cè)非 常重要。
[0003] 目前，對(duì)霉變玉米的檢測(cè)方法主要有生物學(xué)檢測(cè)法、免疫分析法、理化分析法、無 損檢測(cè)方法。酶聯(lián)免疫吸附法和免疫親和層析法是現(xiàn)代主要的真菌毒素快速分析方法。生 物學(xué)檢測(cè)方法有，高效液相色譜法化PLC)、氣相色譜法(GC)、薄層色譜法(TLC)、紙層析(PC) 等物理化學(xué)方法，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)法，然而運(yùn)些方法處理過程繁雜，需要專業(yè)操作人 員，且都是有損的。無損的檢測(cè)方法有電子鼻檢測(cè)，近紅外檢測(cè)，圖像處理檢測(cè)，太赫茲光譜 檢測(cè)等方法。但是W上無損檢測(cè)方法中，光學(xué)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境光線要求較高，需要在密封的 罩內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)；電子鼻對(duì)環(huán)境氣味要求較高，需要在密閉的無味容器中進(jìn)行試驗(yàn)，且?guī)缀鯚o 法進(jìn)行單粒檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種霉變玉米種子檢測(cè)方法，具有識(shí)別率 高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明提出了 一種霉變玉米種子檢測(cè)方法，包括：
[0006] 采用空氣禪合超聲波設(shè)備采集玉米種子超聲回波信號(hào)；
[0007] 對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行特征提取，獲取所述超聲回波信號(hào)的邊際譜，并根據(jù)所 述邊際譜獲取分類特征；
[000引根據(jù)所述分類特征建立檢測(cè)模型；
[0009] 根據(jù)所述檢測(cè)模型對(duì)待檢測(cè)玉米種子進(jìn)行檢測(cè)。
[0010] 可選的，在對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行特征提取，獲取所述超聲回波信號(hào)的邊際譜 之前，還包括：
[0011] 對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪處理。
[0012] 可選的，采用加窗處理方法對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪。
[0013] 可選的，采用小波去噪方法對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪。
[0014] 可選的，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)EMD分解的方法對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行特征提取。
[0015] 可選的，所述根據(jù)所述邊際譜獲取分類特征，包括：
[0016] 對(duì)所述邊際譜進(jìn)行分析，獲取第一分類特征和第二分類特征；
[0017] 所述第一分類特征為在第一頻率帶霉變玉米種子的振動(dòng)幅值大于正常玉米種子 的振動(dòng)幅值；
[0018] 所述第二分類特征為第二頻率帶霉變玉米種子的局部峰值為兩倍的正常玉米種 子的局部峰值。
[0019] 可選的，所述根據(jù)所述檢測(cè)模型對(duì)待檢測(cè)玉米種子進(jìn)行檢測(cè)，包括：
[0020] 利用所述空氣禪合超聲波設(shè)備采集待檢測(cè)玉米種子的超聲回波信號(hào)；
[0021 ]對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪處理；
[0022] 對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行特征提取，獲取所述超聲回波信號(hào)的邊際譜，并根據(jù)所 述邊際譜獲取分類特征；
[0023] 通過所述檢測(cè)模型對(duì)所述待檢測(cè)玉米種子的分類特征進(jìn)行匹配，并根據(jù)匹配結(jié)果 判斷所述待檢測(cè)玉米種子是否為霉變玉米種子。
[0024] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法，采用空氣禪合超聲 波檢測(cè)技術(shù)對(duì)玉米種子進(jìn)行檢測(cè)，并通過基于檢測(cè)結(jié)果建立的檢測(cè)模型對(duì)玉米種子進(jìn)行檢 巧。，具有識(shí)別率高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0025] 通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0026] 圖1示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0027] 圖2示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中霉變玉米種子原始信號(hào) 圖和加窗信號(hào)圖；
[0028] 圖3示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中完好玉米種子原始信號(hào) 圖和加窗信號(hào)圖；
[0029] 圖4示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中霉變玉米種子EMD分解 結(jié)果圖；
[0030] 圖5示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中完好玉米種子EMD分解 結(jié)果圖；
[0031] 圖6示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中霉變玉米種子的超聲回 波信號(hào)化化ert邊際譜；
[0032] 圖7示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中完好玉米種子的超聲回 波信號(hào)化化ert邊際譜；
[0033] 圖8示出了發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中使用的信號(hào)采集裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035] 圖1為發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法的流程示意圖，參照?qǐng)D1，該霉 變玉米種子檢測(cè)方法，包括：
[0036] 101、采用空氣禪合超聲波設(shè)備采集玉米種子超聲回波信號(hào)；
[0037] 需要說明的是，本發(fā)明采用空氣禪合超聲波設(shè)備對(duì)玉米種子進(jìn)行照射，具有準(zhǔn)確 度高、無損、快速、無污染的優(yōu)點(diǎn)；
[0038] 102、對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行特征提取，獲取所述超聲回波信號(hào)的邊際譜，并根 據(jù)所述邊際譜獲取分類特征；
[0039] 103、根據(jù)所述分類特征建立檢測(cè)模型；
[0040] 需要說明的是，可W采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方式，根據(jù)輸入的分類特征建立檢測(cè)模型。 [0041 ] 104、根據(jù)所述檢測(cè)模型對(duì)待檢測(cè)玉米種子進(jìn)行檢測(cè)。
[0042] 可理解的是，對(duì)待檢測(cè)玉米種子進(jìn)行預(yù)處理及特征提取之后投入到檢測(cè)模型中， 判斷待測(cè)試樣本是霉變玉米還是完好玉米。
[0043] 本發(fā)明提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法，采用空氣禪合超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)玉米種子 進(jìn)行檢測(cè)，并通過基于檢測(cè)結(jié)果建立的檢測(cè)模型對(duì)玉米種子進(jìn)行檢測(cè)，具有識(shí)別率高、穩(wěn)定 性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0044] 本發(fā)明在步驟102之前，還包括：
[0045] 對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪處理。
[0046] 可理解的是，本發(fā)明對(duì)超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪，能進(jìn)一步地提高檢測(cè)的精度。
[0047] 其中，去噪的方法為多種，舉例來說，采用加窗處理方法對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行 去噪；
[0048] 圖2和圖3分別為發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中霉變玉米種子原 始信號(hào)圖、加窗信號(hào)圖和完好玉米種子原始信號(hào)圖、加窗信號(hào)圖，參照?qǐng)D2和圖3,具體包括：
[0049] 使用MATLAB2014a進(jìn)行試驗(yàn)仿真；首先讀入霉變和完好玉米種子超聲波信號(hào)的原 始信號(hào)，如圖2,原始信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)為2048,但是信號(hào)兩端基本為儀器噪聲，對(duì)玉米的分類識(shí)別 幾乎沒有用，因此采取對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理的方法，利用矩形窗截取包含有用信息的901-1400數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的分析處理。
[0050] 可選的，本發(fā)明還可W采用小波去噪方法對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行去噪。
[0051] 圖4和圖5分別為發(fā)明一實(shí)施例提出的霉變玉米種子檢測(cè)方法中霉變玉米種子EMD 分解結(jié)果圖和完好玉米種子EMD分解結(jié)果圖，參照?qǐng)D4和圖5,本發(fā)明采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)EMD分解 的方法對(duì)所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行特征提?。?br>[0052] 采用HHT方法對(duì)種子信號(hào)進(jìn)行特征提取，首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行8階EMD分解，應(yīng)用能量差 跟蹤法判據(jù)計(jì)算得到IMF分量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知的是，前4階IMF分量包含相對(duì)較高的頻 率成分，其余階次的IMF分量則頻率較低，各分量中振動(dòng)幅值的最大值也基本相同。對(duì)比玉 米霉變和完好顆粒的超聲波信號(hào)的IMF分量，在前4階分量中頻率差別叫大，幅值差別較