CN111579427A - 一种玉米籽粒内部组分密度测量方法及系统 - Google Patents

一种玉米籽粒内部组分密度测量方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种玉米籽粒内部组分密度测量方法及系统,分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积；将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片；确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积；根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。根据获得的每个玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积，结合每个玉米籽粒的重量，确定出角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。有利于深入研究玉米籽粒内部立体结构以及不同部位密度差异对干燥裂纹的影响，对干燥玉米品质和干燥参数选择具有重要的指导作用和科学意义。

Description

一种玉米籽粒内部组分密度测量方法及系统
技术领域
本申请涉及谷物密度测量技术领域，具体涉及一种玉米籽粒内部组分密度测量方法及系统。
背景技术
玉米目前是世界上最重要的作物之一，其种植面积和产量仅次于水稻、小麦。玉米不仅是重要的粮食作物，为人们提供各种食品，而且是动物饲料中最为重要的原料，同时也是生产酒精、淀粉的主要工业原料。
玉米胚乳部分分为角质胚乳和粉质胚乳，角质胚乳呈半透明状，淀粉粒间充满蛋白质，组织致密。粉质胚乳呈不透明状，蛋白质含量较低，与淀粉粒结合不紧密，结构疏松。角质玉米适于人类食用以及禽饲料加工，而粉质玉米则广泛用于生产酒精、淀粉以及畜饲料加工。得到玉米籽粒内部角质胚乳、粉质胚乳和胚部实际密度，针对性地应用于生产生活当中，有利于实现玉米的最优化利用，充分实现玉米的使用价值玉米在运输、储藏过程中的品质都与玉米籽粒立体结构和内部分布有关，包括角质胚乳和粉质胚乳及胚部的密度
因此如何得到玉米籽粒内部角质胚乳、粉质胚乳和胚部实际密度是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种玉米籽粒内部组分密度测量方法,所述方法包括：分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积；将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片；确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积；根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
采用上述实现方式，分别获取每个玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积，结合每个玉米籽粒的重量，确定出角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。有利于深入研究玉米籽粒内部立体结构以及不同部位密度差异对干燥裂纹的影响，对干燥玉米品质和干燥参数选择具有重要的指导作用和科学意义。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积包括：选取同一品种的多粒玉米籽粒分别进行多次称量，取第一玉米籽粒多次称量结果的平局值作为所述第一玉米籽粒的单粒质量，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；将所述第一玉米籽粒放入盛有过滤茶水溶液的量筒内，通过高精度相机对所述量筒放入所述第一玉米籽粒前后的液位进行图像采集，根据采集到的图像信息的确定所述量筒液位变化部分的图像；根据所述图像中单个像素点对应的实际体积和所述液位变化部分的图像包含的像素个数，确定所述第一玉米籽粒的单粒体积。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述将多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片，包括：将所述玉米籽粒放入水中泡发预设时间段；将泡发的所述玉米籽粒按照预设厚度进行切片处理获得所述玉米籽粒切片。
结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积包括：将所述玉米籽粒切片放入干燥的环境中自然干燥，当第一玉米籽粒对应的所有所述玉米籽粒切片的质量和等于所述第一玉米籽粒的质量时，对每片所述玉米籽粒切片的剖面进行图像采集，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；根据图像中像素点的重叠区域进行分割获取所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域；获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域对应的像素点以及每个像素点对应的图像棉结确定每一部分的面积；根据每一部分的面积和所述玉米籽粒切片的厚度确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度，包括：将第一玉米籽粒的所有玉米籽粒切片中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积分别相加获得所述第一玉米籽粒的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积，所述第一玉米籽为任意所述玉米籽粒；根据多个所述玉米籽粒各自的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积和对应的单粒质量获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
第二方面，本申请实施例提供了一种玉米籽粒内部组分密度测量系统,所述系统包括：确定模块，用于分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积；获取模块，用于将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片；体积确定模块，用于确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积；密度确定模块，用于根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述确定模块包括：玉米籽粒质量确定单元，用于选取同一品种的多粒玉米籽粒分别进行多次称量，取第一玉米籽粒多次称量结果的平局值作为所述第一玉米籽粒的单粒质量，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；玉米籽粒体积确定单元，用于将所述第一玉米籽粒放入盛有过滤茶水溶液的量筒内，通过高精度相机对所述量筒放入所述第一玉米籽粒前后的液位进行图像采集，根据采集到的图像信息的确定所述量筒液位变化部分的图像；根据所述图像中单个像素点对应的实际体积和所述液位变化部分的图像包含的像素个数，确定所述第一玉米籽粒的单粒体积。
结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述获取模块包括：预处理单元，用于将所述玉米籽粒放入水中泡发预设时间段；第一获取单元，用于将泡发的所述玉米籽粒按照预设厚度进行切片处理获得所述玉米籽粒切片。
结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述体积确定模块包括：图像采集单元，用于将所述玉米籽粒切片放入干燥的环境中自然干燥，当第一玉米籽粒对应的所有所述玉米籽粒切片的质量和等于所述第一玉米籽粒的质量时，对每片所述玉米籽粒切片的剖面进行图像采集，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；第二获取单元，用于根据图像中像素点的重叠区域进行分割获取所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域；第三获取单元，用于获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域对应的像素点以及每个像素点对应的图像棉结确定每一部分的面积；体积确定单元，用于根据每一部分的面积和所述玉米籽粒切片的厚度确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
结合第二方面，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度，包括：第四获取单元，用于将第一玉米籽粒的所有玉米籽粒切片中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积分别相加获得所述第一玉米籽粒的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积，所述第一玉米籽为任意所述玉米籽粒；密度获取单元，用于根据多个所述玉米籽粒各自的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积和对应的单粒质量获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
第三方面，本申请实施例提供了一种玉米籽粒内部组分密度测量装置，包括：处理器；存储器，用于存储计算机可执行指令；当所述处理器执行所述计算机可执行指令时，所述处理器执行上述第一方面或第一方面任一可能的玉米籽粒内部组分密度测量方法，获取玉米籽粒内部角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种玉米籽粒内部组分密度测量方法的流程示意图；
图2为玉米籽粒切片后的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种玉米籽粒内部组分密度测量系统的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种玉米籽粒内部组分密度测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。
图1为本申请实施例提供的一种玉米籽粒内部组分密度测量方法的流程示意图，参见图1，所述方法包括：
S101，分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积。
选取同一品种的多粒玉米籽粒分别进行多次称量，取第一玉米籽粒多次称量结果的平局值作为所述第一玉米籽粒的单粒质量，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒。
由于同一品种的玉米籽粒各部分密度相同，故在所需测量的品种中选取多粒玉米籽粒测量。用精度为万分之一的电子分析天平分别精确测量多粒玉米籽粒样本的单粒质量。称量前，需先调节电子天平底部左右两边的水平调节脚，保证水平气泡位于中央位置。开机预热1小时后选用100g标准砝码进行校准，校准完成后再进行称量。为避免误差，对同一玉米籽粒进行多次称量，取多次称量结果的平均值作为该玉米籽粒的质量；
将所述第一玉米籽粒放入盛有过滤茶水溶液的量筒内，通过高精度相机对所述量筒放入所述第一玉米籽粒前后的液位进行图像采集，根据采集到的图像信息的确定所述量筒液位变化部分的图像；根据所述图像中单个像素点对应的实际体积和所述液位变化部分的图像包含的像素个数，确定所述第一玉米籽粒的单粒体积。
使用单粒谷物体积体积排液法测量多粒玉米籽粒的体积，体积测量容器选择筒径为13mm，量程为5ml，精确度为0.1ml的标准玻璃量筒。测量时，向量筒内加入过滤得到的茶水溶液，调节光照环境，增强液位变化部分的效果。使用高精度相机采集量筒的图像信息进行体积标定，确定图像中单个像素点代表量筒的实际体积。
通过机器视觉进行测量的方法能够避免人工测量方法存在的劳动强度大、作业效率低、主观性强和容易出错等问题，且现有研究表明测量精度高，测量结果准确。谷物体积排液方法是根据加入被测谷物后排出的液体体积来确定不规则谷物的体积。测量时，向量筒内加入过滤得到的茶水溶液，调节光照环境，增强液位变化部分的效果。使用高精度相机采集量筒的图像信息进行体积标定，确定图像中单个像素点代表量筒的实际体积。相机采集玉米籽粒浸入量筒前后的液位图像，利用图像处理技术提取液位变化部分的图像，统计该部分图像高度所包含的像素个数，结合体积标定结果，确定玉米单粒种子的体积。
S102，将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片。
将所述玉米籽粒放入水中泡发预设时间段。将泡发的所述玉米籽粒按照预设厚度进行切片处理获得所述玉米籽粒切片。
具体地，将多粒玉米籽粒放入同一杯水中泡发24小时，将泡发后的玉米籽粒分别根据相同厚度定厚度切片，将切片放入干燥处，切片后获得的玉米籽粒切片如图2所示。
S103，确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
将所述玉米籽粒切片放入干燥的环境中自然干燥，当第一玉米籽粒对应的所有所述玉米籽粒切片的质量和等于所述第一玉米籽粒的质量时，对每片所述玉米籽粒切片的剖面进行图像采集，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒。
待其所有切片质量的总和与之前测量得到的单粒玉米籽粒质量相同时，取出切片进行图像采集。确定图像采集所需的相机、镜头、光源、镜片和玉米摆放装置等关键设备，搭建机器视觉系统，并且要在机器视觉系统的采集装置中设置标定，进行图像采集。由于玉米籽粒的切片中包含角质胚乳、粉质胚乳和胚部。玉米角质胚乳部分和粉质胚乳部分对于透射光穿透效果不一致，角质胚乳部分通光量高，粉质胚乳部分通光量低，从而形成粉质区域阴影。不同强度冷白光穿透玉米籽粒效果不一致，需要对光强进行选择，通过实际对比确定最佳光强。在确定的最佳光强下，采集玉米籽粒切片的切面图像。
根据图像中像素点的重叠区域进行分割获取所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域。
具体地，采用精确的分割算法对玉米籽粒切面图片进行分割，分别获得切面中的粉质胚乳、角质胚乳和胚部区域。由于玉米籽粒中的粉质胚乳部分与胚部色彩相近，对比度低，基于传统的图像分割方法无法实现玉米籽粒内部组分的准确分割，本申请采用一种基于色彩变换的多通道重叠区域分割方法:通过对低对比度彩色图像进行多通道的阈值分割，可以获得包含重叠区域的二值图像A和B，同时逐行扫描二值图像A和B，比较两图像的对应像素点的信息；A和B所有具有相同信息的像素点构成的集合，即为两个图像的重叠区；而像素信息不同的像素点集合，为两个图像的非重叠区域。根据所需，在两个图像完全扫描结束之后，提取两个图像的重叠区域或非重叠区域。
获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域对应的像素点以及每个像素点对应的图像棉结确定每一部分的面积。
具体地，首先在R通道下分割提取“粉质胚乳+胚部”图像，通过多通道重叠区域法得到角质胚乳图像；再将“粉质胚乳+胚部”图像从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，在目标明显的b通道下分割提取粉质胚乳图像，并采用多通道重叠区域法得到胚部图像。统计得到的玉米籽粒中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部的像素个数，根据标定的像素个数以及面积，计算得出玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的各部分面积。
根据每一部分的面积和所述玉米籽粒切片的厚度确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
玉米籽粒采用定厚度切片，每个切片厚度相同，根据计算得出切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的面积以及切片厚度，计算得出切片中三部分的体积，将同一粒玉米籽粒的所有切片的三部分体积对应相加得到单粒玉米籽粒中三部分各自的体积。
假设每个玉米籽粒在切片时分成了7片，以角质胚乳为例，则在S103中确定了玉米籽粒的7片玉米籽粒切片中角质胚乳的面积分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6和s7，切片的厚度H为预设已知的，则7片玉米籽粒切片中角质胚乳的体积分别为:v11＝Hs1,v12＝Hs2,v13＝Hs3,v14＝Hs4，v15＝Hs5，v16＝Hs6，v17＝Hs7，同理确定出玉米籽粒的7片玉米籽粒切片中粉质胚乳和胚部的体积。
S104，根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
将第一玉米籽粒的所有玉米籽粒切片中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积分别相加获得所述第一玉米籽粒的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积，所述第一玉米籽为任意所述玉米籽粒。根据多个所述玉米籽粒各自的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积和对应的单粒质量获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
由于同一品种的玉米内部各部分密度相同，根据测量得到的多粒玉米种子的质量与多粒玉米种子中角质胚乳、粉质胚乳和胚部三部分体积，计算得出该品种玉米种子中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
在S103中已经确定出了每片玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积，则可以确定出每个玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积。
假设本实施例中采用了n个玉米籽粒，第一个玉米籽粒的角质胚乳体积为V11＝v11+v12+v13+v14+v15+v16+v17,同样第一个玉米籽粒的粉质胚乳和胚部体积为V12和V13，第二个玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积分别为V21、V22和V23…,第n个玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积分别为Vn1、Vn2和Vn3。同时假设玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部密度分别为ρ1、ρ2和ρ3，在S101中确定的n个玉米籽粒的质量分别为M1、M2…Mn。
则通过以下多项式可确定出ρ1、ρ2和ρ3的数值。
Figure BDA0002503532820000101
由上述实施例可知，本申请实施例提供了一种玉米籽粒内部组分密度测量方法，通过分别获取每个玉米籽粒中角质胚乳、粉质胚乳和胚部的体积，结合每个玉米籽粒的重量，确定出角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。有利于深入研究玉米籽粒内部立体结构以及不同部位密度差异对干燥裂纹的影响，对干燥玉米品质和干燥参数选择具有重要的指导作用和科学意义。
与上述实施例提供的一种玉米籽粒内部组分密度测量方法相对应，本申请还提供了一种玉米籽粒内部组分密度测量系统的实施例。参见图3，本实施例提供的玉米籽粒内部组分密度测量系统20包括：确定模块201、获取模块202、体积确定模块203和密度确定模块204。
所述确定模块201，用于分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积。所述所述确定模块201包括：玉米籽粒质量确定单元和玉米籽粒体积确定单元。所述玉米籽粒质量确定单元，用于选取同一品种的多粒玉米籽粒分别进行多次称量，取第一玉米籽粒多次称量结果的平局值作为所述第一玉米籽粒的单粒质量，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒。所述玉米籽粒体积确定单元，用于将所述第一玉米籽粒放入盛有过滤茶水溶液的量筒内，通过高精度相机对所述量筒放入所述第一玉米籽粒前后的液位进行图像采集，根据采集到的图像信息的确定所述量筒液位变化部分的图像；根据所述图像中单个像素点对应的实际体积和所述液位变化部分的图像包含的像素个数，确定所述第一玉米籽粒的单粒体积。
获取模块202，用于将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片。
所述获取模块202包括：预处理单元和第一获取单元。预处理单元，用于将所述玉米籽粒放入水中泡发预设时间段。第一获取单元，用于将泡发的所述玉米籽粒按照预设厚度进行切片处理获得所述玉米籽粒切片。
体积确定模块203，用于确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
所述体积确定模块203包括：图像采集单元、第二获取单元、第三获取单元和体积确定单元。图像采集单元，用于将所述玉米籽粒切片放入干燥的环境中自然干燥，当第一玉米籽粒对应的所有所述玉米籽粒切片的质量和等于所述第一玉米籽粒的质量时，对每片所述玉米籽粒切片的剖面进行图像采集，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒。第二获取单元，用于根据图像中像素点的重叠区域进行分割获取所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域。第三获取单元，用于获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域对应的像素点以及每个像素点对应的图像棉结确定每一部分的面积。体积确定单元，用于根据每一部分的面积和所述玉米籽粒切片的厚度确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
密度确定模块204，用于根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
所述密度确定模块204包括：第四获取单元和密度获取单元。第四获取单元，用于将第一玉米籽粒的所有玉米籽粒切片中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积分别相加获得所述第一玉米籽粒的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积，所述第一玉米籽为任意所述玉米籽粒。密度获取单元，用于根据多个所述玉米籽粒各自的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积和对应的单粒质量获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
本申请实施例还提供了一种玉米籽粒内部组分密度测量装置30，参见图4，所述玉米籽粒内部组分密度测量装置30包括：处理器301、存储器302和通信接口303。
在图4中，处理器301、存储器302和通信接口303可以通过总线相互连接；总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器301通常是控制玉米籽粒内部组分密度测量装置30的整体功能，例如玉米籽粒内部组分密度测量装置30的启动、以及玉米籽粒内部组分密度测量装置30启动后分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积；将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片；确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积；根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度等。
此外，处理器301可以是通用处理器，例如，中央处理器(英文：centralprocessing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。处理器也可以是微处理器(MCU)。处理器还可以包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑器件(PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等。
存储器302被配置为存储计算机可执行指令以支持玉米籽粒内部组分密度测量装置30数据的操作。存储器301可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
启动玉米籽粒内部组分密度测量装置30后，处理器301和存储器302上电，处理器301读取并执行存储在存储器302内的计算机可执行指令，以完成上述的玉米籽粒内部组分密度测量方法实施例中的全部或部分步骤。
通信接口303用于玉米籽粒内部组分密度测量装置30传输数据，例如实现与图像采集设备、图像处理设备等之间的数据通信。通信接口303包括有线通信接口，还可以包括无线通信接口。其中，有线通信接口包括USB接口、Micro USB接口，还可以包括以太网接口。无线通信接口可以为WLAN接口，蜂窝网络通信接口或其组合等。
在一个示意性实施例中，本申请实施例提供的玉米籽粒内部组分密度测量装置30还包括电源组件，电源组件为玉米籽粒内部组分密度测量装置30的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为玉米籽粒内部组分密度测量装置30生成、管理和分配电力相关联的组件。
通信组件，通信组件被配置为便于玉米籽粒内部组分密度测量装置30和其他设备之间有线或无线方式的通信。玉米籽粒内部组分密度测量装置30可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。通信组件还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在一个示意性实施例中，玉米籽粒内部组分密度测量装置30可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、处理器或其他电子元件实现。
本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统及装置实施例而言，由于其中的方法基本相似于方法的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种玉米籽粒内部组分密度测量方法,其特征在于，所述方法包括：
分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积；
将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片；
确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积；
根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
2.根据权利要求1所述的玉米籽粒内部组分密度测量方法,其特征在于，所述分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积包括：
选取同一品种的多粒玉米籽粒分别进行多次称量，取第一玉米籽粒多次称量结果的平局值作为所述第一玉米籽粒的单粒质量，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；
将所述第一玉米籽粒放入盛有过滤茶水溶液的量筒内，通过高精度相机对所述量筒放入所述第一玉米籽粒前后的液位进行图像采集，根据采集到的图像信息的确定所述量筒液位变化部分的图像；根据所述图像中单个像素点对应的实际体积和所述液位变化部分的图像包含的像素个数，确定所述第一玉米籽粒的单粒体积。
3.根据权利要求1所述的玉米籽粒内部组分密度测量方法,其特征在于，所述将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片，包括：
将所述玉米籽粒放入水中泡发预设时间段；
将泡发的所述玉米籽粒按照预设厚度进行切片处理获得所述玉米籽粒切片。
4.根据权利要求1所述的玉米籽粒内部组分密度测量方法,其特征在于，所述确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积包括：
将所述玉米籽粒切片放入干燥的环境中自然干燥，当第一玉米籽粒对应的所有所述玉米籽粒切片的质量和等于所述第一玉米籽粒的质量时，对每片所述玉米籽粒切片的剖面进行图像采集，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；
根据图像中像素点的重叠区域进行分割获取所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域；
获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域对应的像素点以及每个像素点对应的图像棉结确定每一部分的面积；
根据每一部分的面积和所述玉米籽粒切片的厚度确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
5.根据权利要求1所述的玉米籽粒内部组分密度测量方法,其特征在于，所述根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度，包括：
将第一玉米籽粒的所有玉米籽粒切片中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积分别相加获得所述第一玉米籽粒的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积，所述第一玉米籽为任意所述玉米籽粒；
根据多个所述玉米籽粒各自的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积和对应的单粒质量获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
6.一种玉米籽粒内部组分密度测量系统,其特征在于，所述系统包括：
确定模块，用于分别确定多粒玉米籽粒的单粒质量和单粒体积；
获取模块，用于将所述多粒玉米籽粒泡发后按照预设厚度进行切片获得玉米籽粒切片；
体积确定模块，用于确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积；
密度确定模块，用于根据多粒所述玉米籽粒确定出的所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积和所述粒玉米籽粒的单粒质量确定所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
7.根据权利要求6所述的玉米籽粒内部组分密度测量系统,其特征在于，所述确定模块包括：
玉米籽粒质量确定单元，用于选取同一品种的多粒玉米籽粒分别进行多次称量，取第一玉米籽粒多次称量结果的平局值作为所述第一玉米籽粒的单粒质量，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；
玉米籽粒体积确定单元，用于将所述第一玉米籽粒放入盛有过滤茶水溶液的量筒内，通过高精度相机对所述量筒放入所述第一玉米籽粒前后的液位进行图像采集，根据采集到的图像信息的确定所述量筒液位变化部分的图像；根据所述图像中单个像素点对应的实际体积和所述液位变化部分的图像包含的像素个数，确定所述第一玉米籽粒的单粒体积。
8.根据权利要求6所述的玉米籽粒内部组分密度测量系统,其特征在于，所述获取模块包括：
预处理单元，用于将所述玉米籽粒放入水中泡发预设时间段；
第一获取单元，用于将泡发的所述玉米籽粒按照预设厚度进行切片处理获得所述玉米籽粒切片。
9.根据权利要求6所述的玉米籽粒内部组分密度测量系统,其特征在于，所述体积确定模块包括：
图像采集单元，用于将所述玉米籽粒切片放入干燥的环境中自然干燥，当第一玉米籽粒对应的所有所述玉米籽粒切片的质量和等于所述第一玉米籽粒的质量时，对每片所述玉米籽粒切片的剖面进行图像采集，所述第一玉米籽粒为多粒玉米籽粒中的任一玉米籽粒；
第二获取单元，用于根据图像中像素点的重叠区域进行分割获取所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域；
第三获取单元，用于获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的图像区域对应的像素点以及每个像素点对应的图像棉结确定每一部分的面积；
体积确定单元，用于根据每一部分的面积和所述玉米籽粒切片的厚度确定每片所述玉米籽粒切片中角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积。
10.根据权利要求6所述的玉米籽粒内部组分密度测量系统,其特征在于，所述密度确定模块包括：
第四获取单元，用于将第一玉米籽粒的所有玉米籽粒切片中的角质胚乳、粉质胚乳和胚部对应的体积分别相加获得所述第一玉米籽粒的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积，所述第一玉米籽为任意所述玉米籽粒；
密度获取单元，用于根据多个所述玉米籽粒各自的角质胚乳体积、粉质胚乳体积和胚部体积和对应的单粒质量获得所述角质胚乳、粉质胚乳和胚部的密度。
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