图：种子自动数粒仪
1、作物种子自动数粒仪
在温室大棚农业种子繁育工作过程中，经常要对种子进行计数,工作繁琐而枯燥。现有的数种仪器装置，对种子颗粒的大小有要求，对不同大小的颗粒进行计数，需要更换仪器的部分零部件，不仅操作麻烦，而且费用较高。因此这样的工作通常还只是人工进行，效率很低。目前，利用图像处理方法进行作物种子自动数粒仪的开发工作还比较少。国家某研究中心利用机器视觉技术研究开发了准确率高、使用方便的作物种子自动计数仪。该数粒仪在整体硬件结构上，主要包括电磁震动工作台、摄像头及灯光、图像采集卡、PC机。待测种子放置在电磁震动工作台上，经震动后使种子较均匀平铺，为了提高准确率，应尽量避免种子之间重叠。固定在电磁震动工作台上的摄像头，在良好的LED光源的光照条件下，对平铺后的种子进行图像拍摄，模拟信号的图像数据，经图像采集卡进行模数转换成数字图像数据后，传递给PC机。在PC机上，基于虚拟仪器软件开发平台Lab VIEW 7.1及其强大的图像处理功能软件包IMAQ VISION,进行机器视觉数种系统软件开发，数字图像数据通过该软件进行图像处理、分析等操作后，得出测量结果，并在显示器上显示出来。该系统为育种工作提供科学统计数据，测量结果可以存储于数据库中，为进行其他科学研究工作提供可靠的科学依据。
2、种子纯度测定系统
种子的纯度对种子的销售者和使用者来说都是非常重要的指标。对杂交的玉米种子来说，种子纯度提高1%，作物产量可提高10%。近年来，全国各地因种子纯度等造成作物减产、绝收的情况时有发生，经济损失巨大。蛋白电泳、发芽率实验等常规方法虽能测定种子纯度，但在数据处理的速度、精度和结果分析等方面，远远不能满足种子生产的实际需要。为实现温室大棚设施农业生产的自动化和现代化，迫切需求一种能够模拟人的视觉功能，而又能超越它的性能的图像处理系统。
目前，我国仅有少数学者做过机器视觉在种子颗粒计数和种子外观品质检测等方面的应用研究工作。最早是颜启传等研究了计算机在小麦品种和纯度检验方面的应用。但此方法只适用于小麦，且要采集大量的样品，并用人工进行性状测定和用人眼鉴别分级，劳动量大、易产生视觉疲劳和人为误差。赖省生等人利用荧光分析法进行杂交稻种鉴定，具有试验样品用量少和方法简便等特点，但所用日本薄层扫描仪价格高。金吴基于虚拟仪器的计算机视觉系统，研究开发了种子等级判别视觉系统，主要是用于大量样品种子的自动化计数与几何尺寸特征测定，该系统的使用提高了测量精度和效率。北京某研究中心研发出一种快速、有效地测定种子纯度的人工智能图像识别与处理系统。该系统选用电泳法作为检测玉米种子纯度的生物学方法，将电泳法得到的图像经过去噪、二值化、特征提取等图像预处理后，利用图像的模板匹配技术，将标准模板库谱带图像与种子的电泳谱带进行匹配，从而检测玉米种子的纯度。将得到的结果和田间种植的结果相对比，吻合率达到了95%以上。
（作者：黄冈王 北方温室大棚建设网）
