一种绣球花色品质快速估测方法技术

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...

【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：