1.一種基于計算機圖像分析的青菜葉片葉綠素定量檢測方法,包括如下步驟:
(1).葉片圖像獲取;通過掃描儀或數碼相機獲取葉片數字圖像,用Canon
PowerShotA610數碼相機拍攝青菜葉正面圖像時,以平整的白紙作為背景,鏡頭垂直向下,
鏡頭離目標物體距離為20cm,將數碼機閃光燈設置于關閉狀態,像素為500萬,設置相機在M
模式下,拍攝參數為1/400,F8.0,ISO100;白平衡自動,調整鏡頭焦距為20cm;采用JPG格式
存儲圖像并傳入計算機;
(2).葉片圖像顏色參數測定;將獲取的葉片數字圖像用圖像處理軟件提取整個葉片的
顏色值L*、a*、b*,CIE-LAB表色系是國際標準制表色系統;它用空間坐標L﹑a﹑b值表示;原點
坐標為L=50,a=0,b=0;L*代表亮度,L*的取值范圍是0-100,其中0為黑色、100為白色;坐
標a*表示紅色+和綠色-,b*表示黃色+和藍色-,應用Adobe Photoshop CS6圖像處理軟件中
魔術棒工具做青菜葉片選區,不包含菜葉上的莖脈部分,設置筆尖大小為8像素;然后執行
濾鏡工具中的模糊平均命令,將葉片選區內的所有像素參數值平均化,使用吸管工具讀取
信息窗口中的L*、a*、b*,并計算色差ΔE=(ΔL*
2+Δa*
2+Δb*
2)
1/2;
(3).葉片葉綠素含量的實驗室測定;在獲取青菜葉片圖像之后,立即將樣品剪碎,分別
在電子天平上稱取0.20g,然后放入盛有25ml混合液的具塞試管中,所述的混合液由丙酮、
無水乙醇按體積比1:1配制,置于黑暗條件下直接浸提至葉片組織完全變白時,用紫外可見
光分光光度計在600—700nm范圍內對不同葉綠素提取液進行掃描,波長精度為0.2nm;在
645nm和663nm處測量并記錄其光密度值,并作平行樣,求其平均值;
葉綠素含量計算利用Arnon公式:
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式中:V是浸提液的最終體積,W為葉片鮮重,D645、D663為645nm和663nm
的光密度值,葉綠素總含量的單位是mg/g;
(4).葉綠素含量預測模型的構建;采用不同函數模型y=Ax+B、y=A/x+B、y=Alnx+B和
ln(lny)=Alnx+B,A、B為擬合模型的系數,分別對步驟2中測定葉片各顏色參數(x)與步驟3
中測定葉綠素含量(y)之間的關系通過origin8.0軟件進行擬合分析,葉片各顏色參數(x)
是a*、b*、ΔE,通過比較擬合方程的決定系數R
2,構建2個預測模型如下:
ln(lnC chl)=-4.0547ln b*+12.6085,n=10,R
2=0.9925**---------------(1)
C chl=-0.1412ΔE+3.4516,n=10,R
2=0.9940——————————(2)
其中C chl為葉綠素含量,單位是mg/g,n為樣本量,R
2決定系數,**表示擬合模型具有極
顯著的相關性;
(5).待測樣品葉綠素含量的測定;按照上述步驟1-2描述方法測定葉片圖像顏色參數
b*、ΔE,將顏色參數b*或ΔE分別代入步驟4中構建的葉綠素含量預測模型,即可輸出葉綠
素含量。