一种绣球花色品质快速估测方法技术

技术编号:38472963 阅读:11 留言:0更新日期:2023-08-11 14:49
本发明专利技术公开了一种绣球花色品质快速估测方法,包括以下步骤:(1)样本采集;(2)获取绣球花序图像,提取多颜色空间分量值:L、a、b、H、S、V、R、G、B;(3)测定花萼内花色品质指标,计算花色品质综合得分;(4)构建花色品质估算模型:以颜色分量值明度L、a、b、H、S、V、R、G、B作为自变量,对应的花色品质综合得分作为因变量,构建花色品质估算模型;(5)绣球花色品质分级:依据花色品质综合得分对绣球花品质进行分级;(6)绣球花色评估:采集需要评估的绣球花序图像,获取颜色分量值,计算花色品质综合得分,进行花色品质分级。采用本发明专利技术方法可快速、无损、定量化地进行绣球花色品质估测。量化地进行绣球花色品质估测。量化地进行绣球花色品质估测。

【技术实现步骤摘要】
一种绣球花色品质快速估测方法


[0001]本专利技术涉及一种对绣球花色品质的评估方法,具体涉及一种基于多色彩空间模型进行快速估测的方法。

技术介绍

[0002]绣球(Hydrangea macrophylla)又名八仙花、草绣球,虎耳草科(Saxifragaceae)绣球属(Hydrangea),原产我国长江流域,全国各地均有栽培,喜半荫环境,自然花期集中在5~7月。绣球品种繁多,花型饱满,花色多变可控,在世界范围内广受欢迎,在应用方面既可在园林绿化中应于景观造景,也可在花卉市场中作为盆花、切花销售产生较高的经济效益,市场前景良好。
[0003]花色是观赏类植物的重要品质指标,其形成受温度、光照等环境因素及营养水平的调节。绣球在开花过程中花色变化明显,在花萼发育后期会出现明显的褪色现象,并且常因不合理的养护管理或采收措施导致花色品质快速下降,观赏时间缩短。例如绣球光照过强导致花萼出现焦边,花色褪色速率加快,花期变短,过度遮荫则导致花色变浅,总花青素苷含量降低,而适度的遮荫有利于总花青素苷累积,延缓花色褪色。目前有关绣球在盆花和切花质量产品等级方面已出台相应标准(LY/T 1732—2008;GB/T28680—2012),对绣球花序品质等级划分方法为目测法,其中花色品质评估方面仍采用定性描述,如“花色均匀、纯正、变色自然、有光泽”等,尚缺乏快速、无损、定量化的估测方法。花色素及其代谢产物是影响植物花色的关键因子,对环境变化的响应较外在花色表型更为敏感迅速。近年来的研究发现,绣球花色品质与内在生理代谢指标总花青素苷、总黄酮、总酚的含量密切相关。Schreiber等(2011)的研究表明随着绣球开花进程的推进,花青素苷逐渐累积,在盛花期含量达到最大值,褪色后含量降低。总黄酮和总酚对花青素苷具有辅助效应,可使花色更为饱满。Peng等(2021)的研究表明随着开花进程的推进,绣球总黄酮、总酚含量均表现为下降的趋势,在花蕾期最高,其后逐渐下降,在末花期最低。现有研究中或通过肉眼观测或使用测色仪基于单一色彩空间模型(Lab)进行外在花色表型评估,而以花青素苷、总黄酮、总酚含量作为花色品质评估依据,不仅更为科学、全面、准确,还能够预判绣球在开花过程中的花色品质变化,为生产者及时调整后续管养、采收、运输策略提供依据。但是目前针对绣球花萼内总花青素苷、总黄酮、总酚含量测定方法,虽然准确度较高、通用性较好,但存在耗时长、专业性强、花费高昂等问题。因此如何快速、无损、定量化地对绣球花色品质进行估测、分级,成为当前亟待解决的重要问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷,提供一种快速、无损、定量化的绣球花色品质估测方法。
[0005]为了实现上述目的,本专利技术提供的技术方案如下:
[0006]一种绣球花色品质快速估测方法,包括以下步骤:
[0007](1)样本采集
[0008]选取不同绣球花序样本,对花色变化进行持续观测,于盛花期、盛花末期和末花期从选取的绣球花序样本中采集新鲜花萼备用;
[0009](2)获取绣球花序图像,提取多颜色空间分量值
[0010]对步骤(1)选取的绣球花序样本,在采集新鲜花萼前获取其对应的花序图像,从中提取3个色彩空间Lab、HSV和RGB的颜色分量值:明度L、红度a、黄度b、色相H、饱和度S、亮度V、红R、绿G、蓝B;
[0011](3)测定花萼内花色品质指标,计算花色品质综合得分
[0012]取步骤(1)采集的新鲜花萼,测定花色品质指标:总花青素苷、总黄酮和总酚含量;将获得的花色品质指标归一化处理后,通过熵权法计算各指标权重,计算得出花色品质综合得分;
[0013](4)构建花色品质估算模型
[0014]以步骤(2)中获得的颜色分量值明度L、红度a、黄度b、色相H、饱和度S、亮度V、红R、绿G、蓝B作为自变量,对应的花色品质综合得分作为因变量,构建花色品质估算模型;
[0015](5)绣球花色品质分级
[0016]依据花色品质综合得分对绣球花品质进行分级,对采集图像进行标注,划分为训练集和测试集,并利用随机森林分类进行花色品质分级;
[0017](6)绣球花色评估
[0018]采集需要评估的绣球花序图像,按照步骤(2)的方法获取颜色分量值,根据步骤(4)的花色品质估算模型计算花色品质综合得分,并依据步骤(5)进行花色品质分级。
[0019]更为详细的,本专利技术绣球花色品质快速估测方法具体步骤如下:
[0020](1)田间样本采集:选取不同绣球花序样本挂牌,对花色变化进行持续观测,于盛花期、盛花末期和末花期从挂牌花序中采集新鲜花萼备用,以获取不同花色品质样本。
[0021]具体地,盛花期指绣球花萼完全展开,整个花序着色完成;盛花末期指花萼和花序花色渐褪,末花期指花萼和花序基本褪色完成。
[0022](2)获取绣球花序图像,提取多颜色空间分量值:获取绣球花序图像:用单反相机(佳能,EOS90D)获取高清晰度(分辨率:6960
×
4640)绣球花序图像,图像格式为RAW。使用Python PL库将图片统一为RGB模式的JPG图片,将图片统一为100px的图片。提取基于图像K均值聚类方法分割绣球花序图像,使用image color summarizer开源工具提取3个色彩空间Lab、HSV和RGB的颜色分量值L、a、b、H、S、V、R、G、B。
[0023]具体地L为明度,a为红度,b为黄度;H为色相,S为饱和度,V为亮度;R为红,G为绿,B为蓝。
[0024](3)测定总花青素苷、总黄酮和总酚含量,建立花色品质综合得分:通过常规测定方法获取花色品质指标。花青素苷测定采取高效液相色谱质谱联用技术(LC

MS),总黄酮的测定采取比色法测定,总酚的测定采取Folin

Ciocalteau方法测定。将测得指标值归一化处理后,通过熵权法计算各测定指标权重,得出花色品质综合指标值
[0025](4)构建花色品质估算模型:以颜色分量值L、a、b、H、S、V、R、G、B作为自变量,花色品质综合得分作为因变量,通过随机森林、支持向量机、bp神经网络回归构建花色品质估算模型。
[0026](5)绣球花色品质分级:依据花色品质综合得分对绣球花色品质进行分级,对采集图像进行标注,划分为训练集和测试集,并利用随机森林分类进行花色品质分级。
[0027](6)绣球花色评估
[0028]采集需要评估绣球的花序图像,按照步骤(2)的方法获取颜色分量值,根据步骤(4)的花色品质估算模型计算花色品质综合得分,并依据步骤(5)进行花色品质分级。
[0029]本专利技术相比现有技术具有以下优点:本专利技术基于多色彩空间模型提取颜色分量值,结合影响花色内在生理代谢指标的测定,利用机器学习模型构建花色品质估算模型,定量估测绣球花色品质,判别分类花色品质等级,现场对花色品质进行估测时直接通过获取色本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绣球花色品质快速估测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)样本采集选取不同绣球花序样本,对花色变化进行持续观测,于盛花期、盛花末期和末花期从选取的绣球花序样本中采集新鲜花萼备用;(2)获取绣球花序图像,提取多颜色空间分量值对步骤(1)选取的绣球花序样本,在采集新鲜花萼前获取其对应的花序图像,从中提取3个色彩空间Lab、HSV和RGB的颜色分量值:明度L、红度a、黄度b、色相H、饱和度S、亮度V、红R、绿G、蓝B;(3)测定花萼内花色品质指标,计算花色品质综合得分取步骤(1)采集的新鲜花萼,测定花色品质指标:总花青素苷、总黄酮和总酚含量;将获得的花色品质指标归一化处理后,通过熵权法计算各指标权重,计算得出花色品质综合得分;(4)构建花色品质估算模型以步骤(2)中获得的颜色分量值明度L、红度a、黄度b、色相H、饱和度S、亮度V、红R、绿G、蓝B作为自变量,对应的花色品质综合得分作为因变量,构建花色品质估算模型;(5)绣球花色品质分级依据花色品质综合得分对绣球花品质进行分级,对采集图像进行标注,划分为训练集和测试集,并利用随机森林分类进行花色品质分级;(6)绣球花色评估采集需要评估的绣球花序图像,按照步骤(2)的方法获取颜色分量值,根据步骤(4)的花色品质估算模型计算花色品质综合得分,并依据步骤(5)进行花色品质分级。2.根据权利要求1所述的绣球花色品质快速估测方法,其特征在于,所述步骤(2)中在进行颜色分量值提取前,先将采集的图像统一为RGB模式的JPG图片,同时统一为100px的图片,再采用...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦俊杨君孔羽叶康邢强
申请(专利权)人:上海辰山植物园
类型:发明
国别省市:

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