一種利用Photoshop軟體測定烤後菸葉表面細胞間隙的方法
2023-12-11 15:32:27 2
專利名稱：一種利用Photoshop軟體測定烤後菸葉表面細胞間隙的方法
技術領域：
本發明涉及菸葉微觀結構領域，具體為一種測定菸葉表面細胞間隙的技術，主要是通過掃描電鏡分析和Photoshop軟體圖像處理完成。
背景技術：
微觀結構涉及到化學，生物學，物理學等諸多領域，是指物質、生物細胞在顯微鏡下的結構。近年來，應用掃描電鏡及光學顯微鏡觀察植物器官表皮可提供的微形態學特徵，已作為一類有價值的新方法廣泛運用於系統發育和品質形成的研究之中。AdobePhotoshop系列軟體具有強大的圖像識別功能，Nishimoto等利用該軟體對花崗巖進行的模式分析、李楠等對彈殼痕跡進行的定量化檢驗均說明該軟體具有較好的圖像識別和處理功能。我國菸草種植區幅員遼闊，不同種植區烤菸的外觀質量差異明顯，現行菸葉外觀分級體系當中，品質因素指標很大程度上是內在生理結構和化學成分在視覺上的表現，受菸葉內部細胞的微觀結構影響很大，尤其葉片結構指標，葉片結構指菸葉細胞排列的疏密程度(GB2635-92)，多依靠人的主觀評價，易受主觀因素影響，目前尚缺乏定量評價的方法。
發明內容
本發明的目的正是基於現有技術的不足，提供的一種客觀、定量評價菸葉葉片結構的方法，該方法通過菸葉預處理、樣品製備、掃描電鏡分析、Photoshop軟體處理等步驟實現。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種利用Photoshop軟體測定烤後菸葉Γ表面細胞間隙的方法，將初烤菸葉進行掃描電鏡分析，利用Photoshop軟體對圖像進行處理，採用像素比值的方法定量評價葉片表面細胞排列間隙的比例，定量表徵葉片細胞間隙的大小，具體步驟如下
(1)將初烤菸葉在恆溫恆溼條件下平衡水分含量至15% 16%，在葉片中部1/3位置選取無雜色、病斑、損傷、含青和支脈的菸葉局部，截取IcmX Icm大小的葉片，金屬粉末著色後利用掃描電鏡觀測，放大450倍下保存圖像，掃描圖像保存為BMP格式(24bit)；
(2)利用Photoshop軟體打開圖像，執行窗口「圖像「直方圖」，讀取彈出菜單欄中的「像素值」，確定整個圖片的像素值，記為X;
(3)選用「魔棒」工具，將容差設定為6 8，點擊圖片中細胞間隙位置，選擇相似區域，觀察所選區域與細胞間隙邊緣是否一致，並利用工具欄中的「蒙版」功能，用畫筆和橡皮擦工具進行局部調整，直到所選區域與細胞間隙邊緣一致，讀取像素值，記為Y ;
(4)X/Y即為葉片表面細胞間隙的比例。本發明利用掃描電鏡的高解析度和Photoshop軟體強大的圖像識別和選取功能，對450倍掃描電鏡圖像中細胞間隙部分的像素值準確定量，計算細胞間隙像素值和圖片像素值的比例即可定量表徵葉片細胞間隙的大小，從而為評價菸葉葉片結構指標提供一種量化方法。本發明藉助掃描電鏡和Photoshop軟體實現了菸葉細胞間隙的定量評價，實現了菸葉葉片結構特徵的客觀定量評價。本發明的優點和效果通過掃描電鏡圖像採集和Photoshop軟體處理，獲得菸葉細胞間隙的量化數據，以此來客觀評價菸葉葉片結構狀況。不同產地菸葉樣品多次測定結果表明，該方法準確性較高，同一樣品測定結果的變異係數在2. 5%以內，評價結果與專家主觀判定結果的吻合度較高(R2=O. 98)。
圖I雲南臨滄C3F菸葉表面細胞結構圖。圖2廣東南雄C3F菸葉表面細胞結構圖。圖3湖北十堰C3F菸葉表面細胞結構圖。圖4葉片細胞間隙率與專家打分值的擬合曲線。
具體實施例方式以下結合具體實例將本發明方法詳細描述如下
分別取雲南臨滄、廣東南雄和湖北十堰中部桔黃3級菸葉，在恆溫恆溼條件下平衡水分含量至15% 16%，在葉片中部1/3位置選取無雜色、病斑、損傷、含青和支脈的菸葉局部，截取IcmXlcm大小的葉片，金屬粉末著色後利用掃描電鏡觀測保存450倍圖像。用Photoshop軟體打開圖像，執行窗口 「圖像「直方圖」，讀取彈出菜單欄中的「像素值」，確定整個圖片的像素值為Y;選用「魔棒」工具，將容差設定為6，點擊圖片中細胞間隙位置，選擇相似區域，觀察所選區域與細胞間隙邊緣是否一致，並利用工具欄中的「蒙版」功能，用畫筆和橡皮擦工具進行局部調整，直到所選區域與細胞邊緣一致，讀取像素值為X，則X/Y為細胞間隙比例。雲南臨滄、廣東南雄和湖北十堰地區菸葉測量結果和步驟圖分別見表1-3、圖1-3，測量結果顯示，單個樣品測量3次的變異係數小於2. 5%，說明該測量方法準確性較高，同時與專家判定打分值(葉片結構)吻合度較好，R2=O. 98。表I雲南臨滄C3F菸葉細胞間隙比例
權利要求
1.一種利用Photoshop軟體測定烤後菸葉表面細胞間隙的方法，其特徵在於將初烤菸葉進行掃描電鏡分析，利用Photoshop軟體對圖像進行處理，採用像素比值的方法定量評價葉片表面細胞排列間隙的比例，定量表徵葉片細胞間隙的大小。
2.根據權利要求I所述的利用Photoshop軟體測定烤後菸葉表面細胞間隙的方法，其特徵在於所述測定方法具體步驟如下 (1)將初烤菸葉在恆溫恆溼條件下平衡水分含量至15% 16%，在葉片中部1/3位置選取無雜色、病斑、損傷、含青和支脈的菸葉局部，截取IcmX Icm大小的葉片，金屬粉末著色後利用掃描電鏡觀測，放大450倍下保存圖像，掃描圖像保存為BMP格式； (2)利用Photoshop軟體打開圖像，執行窗口「圖像「直方圖」，讀取彈出菜單欄中的「像素值」，確定整個圖片的像素值，記為X; (3)選用「魔棒」工具，將容差設定為6 8，點擊圖片中細胞間隙位置，選擇相似區域，觀察所選區域與細胞間隙邊緣是否一致，並利用工具欄中的「蒙版」功能，用畫筆和橡皮擦工具進行局部調整，直到所選區域與細胞間隙邊緣一致，讀取像素值，記為Y ; (4)X/Y即為葉片表面細胞間隙的比例。
全文摘要
一種利用Photoshop軟體測定烤菸葉片表面細胞間隙的方法，其特徵在於，它是通過掃描電子顯微鏡獲取初烤菸葉表面細胞結構450倍放大圖像，利用Photoshop軟體讀取圖片總像素值，並利用魔棒、蒙版、畫筆、橡皮擦等工具準確選取細胞間隙部分，以細胞間隙部分的像素值比圖片總像素值計算葉片表面細胞間隙率，為烤菸葉片結構指標的評價提供一種定量方法。本發明的優點和效果通過掃描電鏡圖像採集和Photoshop軟體處理，獲得菸葉細胞間隙的定量數據，以此來客觀評價菸葉葉片結構狀況。不同產地菸葉多次連續測定結果表明，該方法準確性較高，同一樣品測定結果的變異係數在2.5%以內，評價結果與專家主觀判定結果吻合度較高(R2=0.98)。
文檔編號G01N23/22GK102621171SQ20121010245
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者劉陽, 尹啟生, 張仕祥, 張豔玲, 王信民, 王建偉, 蔡憲傑, 過偉民 申請人:中國菸草總公司鄭州菸草研究院