27、花生品种识别与低光图像分割技术研究

花生品种识别与低光图像分割技术研究

1. 花生品种识别研究背景与现状

1.1 花生在塞内加尔的重要性及产业危机

花生是原产于拉丁美洲的豆科植物，在全球热带地区广泛种植，是世界第六大重要油籽作物。在塞内加尔，花生为约三分之一的人口带来收入，是农业部门仅次于渔业产品的第二大出口产品，且塞内加尔是非洲花生的主要出口国，主要出口至中国。然而，该产业几十年来一直面临严重危机，这是由结构因素（产业链混乱、加工基础设施破旧、种子资本退化）、气候因素（降雨不规则且不足、土壤退化）和周期性因素（国际市场上出现更便宜的新油种）共同导致的。2006 - 2014 年期间，由于产量低，花生产量很少超过 70 万吨。

1.2 现有花生品种识别方法的局限性

在种子认证过程中，品种纯度是重要参数，因此基于区分特征进行品种识别很有必要。目前，识别主要基于一组形态特征，如植株习性、植株密度、枝条花青素着色、分枝类型、小叶形状、豆荚和种子形状等。但这些特征受环境因素影响较大，对于遗传上密切相关的品种，传统的基于形态特征的识别方法效果不佳，尤其是通过回交选择方案产生的同基因系，很难根据形态特征与亲本区分开来。所以，开发基于人工智能的更先进识别方法有助于改进品种识别方法。

1.3 研究目标

本研究旨在提出一种基于深度学习的自动化识别模型，通过花生的豆荚和种子特征来识别品种。该模型基于 VGG16，这是一种使用深度卷积网络的改进学习技术，对于花生品种，尤其是遗传上非常接近的品种的识别具有快速可靠的优点。

2. 花生品种识别研究方法

2.1 实验材料

实验使用了七种均源自 Fleur