一种灵芝栽培方法及其培养基制作与流程

本技术涉及灵芝培养的，尤其涉及一种灵芝栽培方法及其培养基制作。背景技术：1、灵芝是一种重要的中草药，被广泛用于保健和治疗目的。它含有多种活性成分，如多糖、三萜、蛋白质等，对人体具有抗氧化、抗炎、免疫调节等作用。然而，传统野生采摘的灵芝资源日益枯竭，因此寻找一种可持续、高效的灵芝培养方法显得尤为重要。传统的灵芝培养方法存在生产周期长、成本高、严重依赖经验等问题，亟需寻求更加高效、节约资源的培养方法。针对该问题，本发明提出一种灵芝培养方法及培养基制作方法，通过智能化分析技术实现灵芝高效培养，达到提高产量和品质，促进灵芝产业的可持续发展的目的。技术实现思路1、有鉴于此，本发明提供一种灵芝栽培方法及培养基制作方法，目的在于：2、1）构建描述灵芝生长状态的灵芝生长态势评估指标体系，并采集灵芝生长过程中的灵芝图像，采用结合颜色信息以及形态信息的特征提取方式，从灵芝图像中提取灵芝生长态势指标数据，实现灵芝栽培过程中的灵芝生长态势追踪，并结合不同指标数据的变化率，计算得到不同指标的权重系数，对灵芝生长态势指标数据进行指标加权的映射处理，得到描述灵芝当前生长状态的量化评估结果；3、2）提取灵芝成熟阶段的灵芝生长态势指标数据构成灵芝生长态势向量，构建培养基成分比例变化的动作空间，将灵芝生长态势向量映射到动作空间，计算得到按照不同培养基成分比例变化动作，以采取动作后灵芝生长状态与灵芝生长态势向量的接近程度为奖励函数，选取奖励函数值最大的培养基成分比例变化动作作为当前时刻培养基的配比策略，并按照配比策略对培养基中的成分进行调整，实现结合灵芝当前生长状态以及智能促进灵芝生长的培养基成分比例智能调整。4、为实现上述目的，本发明提供的一种灵芝栽培方法，包括以下步骤：5、s1：构建灵芝生长态势评估指标体系，从多个指标维度对灵芝生长状态进行描述，其中灵芝生长态势评估指标体系包括菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例；6、s2：将灵芝放入培养基中进行培养，过程性采集灵芝生长图像并进行预处理，构建菌丝扩展速度识别模型计算得到灵芝的菌丝扩展速度，所述菌丝扩展速度识别模型以预处理后的灵芝生长图像序列为输入，以菌丝扩展速度为输出，其中注意力机制为所述模型的主要实施方法；7、s3：根据预处理后的灵芝生长图像，计算得到灵芝的菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例，将计算得到的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例作为灵芝生长态势指标数据，其中基于深度边缘检测与分割为所述计算的主要实施方法；8、s4：构建灵芝生长状态评估模型对灵芝生长态势进行量化评估，所述灵芝生长状态评估模型以灵芝生长态势指标数据为输入，以灵芝生长状态量化评估结果为输出。9、为实现上述目的，本发明还提供的一种培养基制作方法，包括以下步骤：10、选取k种培养基成分，并设置k种培养基成分的初始比例进行培养基制作，将灵芝置于制作得到的培养基中，按照灵芝培养方法对灵芝生长状态进行实时量化评估，得到灵芝生长状态量化评估结果，并以灵芝生长状态量化评估结果作为奖励函数，构建培养基成分比例变化的动作空间，将灵芝生长态势指标数据转换为灵芝生长态势向量，利用智能化灵芝培养基成分配比模型接收灵芝生长态势向量，以奖励函数的最大化为目标，从动作空间中选取培养基成分比例，对所制作的培养基进行配比策略优化，得到在灵芝不同生长阶段的培养基。11、作为本发明所提供灵芝培养方法的进一步改进方法：12、所述s1步骤中构建灵芝生长态势评估指标体系，从多个指标维度对灵芝生长状态进行描述，包括：构建灵芝生长态势评估指标体系，利用多个指标维度对灵芝生长状态进行描述，其中所构建灵芝生长态势评估指标体系的指标集合为：13、其中：表示灵芝生长态势评估指标体系中四种指标，四种指标依次为菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例，其中产子体为灵芝发育后期的担孢子，灵芝菌盖形态为表征灵芝菌盖的形状以及颜色的指标。14、可选地，所述s2步骤中将灵芝放入培养基中进行培养，过程性采集灵芝生长图像并进行预处理，包括：将灵芝放入培养基中进行培养，过程性采集灵芝生长图像，其中灵芝生长图像的表示形式为：15、其中：表示灵芝生长图像；表示n个图像采集阶段采集得到的灵芝图像序列，表示第n个图像采集阶段采集得到的灵芝图像，表示第n个图像采集阶段采集得到的灵芝图像，其中第n个图像采集阶段为当前时刻；16、对所采集的灵芝生长图像进行预处理，其中预处理流程为：提取灵芝生长图像中灵芝图像在不同颜色通道的图像矩阵，其中灵芝图像在不同颜色通道的图像矩阵表示形式为：、、17、其中：依次表示灵芝图像在颜色通道的图像矩阵；依次表示图像矩阵中第x行第y列矩阵元素的元素值，其中依次对应灵芝图像中第x行第y列像素在颜色通道的颜色值，x表示灵芝图像的像素行数，y表示灵芝图像的像素列数；18、对灵芝生长图像中的灵芝图像进行灰度化处理，得到灵芝图像的灰度矩阵，其中灵芝图像的灰度矩阵表示形式为：19、、20、其中：表示灵芝图像的灰度矩阵，表示灰度矩阵中第x行第y列的元素值；21、从灵芝图像的灰度矩阵中提取得到梯度矩阵，其中灵芝图像的梯度矩阵表示形式为：22、、23、其中：表示灵芝图像的梯度矩阵；表示梯度矩阵中第x行第y列元素的梯度值；24、构成预处理后的灵芝生长图像：、25、其中：表示灵芝图像的预处理结果；26、构建菌丝扩展速度识别模型，利用菌丝扩展速度识别模型接收预处理后的灵芝生长图像，计算得到灵芝的菌丝扩展速度。27、可选地，所述s2步骤中利用菌丝扩展速度识别模型接收预处理后的灵芝生长图像，并计算得到灵芝的菌丝扩展速度，包括：28、利用菌丝扩展速度识别模型接收预处理后的灵芝生长图像，计算得到灵芝的菌丝扩展速度，其中菌丝扩展速度的计算流程为：29、s21：菌丝扩展速度识别模型接收预处理后的灵芝生长图像，并利用空洞卷积矩阵对预处理后的灵芝生长图像中的图像矩阵进行卷积处理，其中预处理后的灵芝生长图像中灵芝图像的卷积处理公式为：30、其中：表示灵芝图像的卷积处理结果；表示空洞率为r的空洞卷积矩阵，其中最大空洞率为r，取值范围为（0，1）；表示卷积计算符号；31、s22：结合卷积处理结果的上文信息，对卷积处理结果进行有效信息补充，其中卷积处理结果的有效信息补充公式为：32、s23：计算得到预处理后灵芝生长图像中每张灵芝图像所对应灵芝的菌丝密度，其中灵芝图像所对应灵芝的菌丝密度计算公式为：33、其中：表示灵芝图像所对应灵芝的菌丝密度；表示预训练的菌丝密度映射矩阵参数；34、s24：构成预处理后灵芝生长图像中每张灵芝图像所对应灵芝的菌丝扩展速度，其中灵芝图像所对应灵芝的菌丝扩展速度为：35、其中：表示图像时间间隔；表示灵芝图像所对应灵芝的菌丝扩展速度。36、可选地，所述s3步骤中根据预处理后的灵芝生长图像，计算得到灵芝的菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例，包括：37、根据预处理后的灵芝生长图像，计算得到灵芝的菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例，其中计算流程为：38、s31：计算得到预处理后灵芝生长图像中每张灵芝图像所对应灵芝的菌盖形态以及菌盖面积，其中灵芝图像所对应灵芝的菌盖形态为，菌盖面积为，计算流程为：39、s311：提取灵芝图像中的梯度矩阵，将梯度矩阵中梯度值高于预设阈值的元素标记为1，其他元素标记为0，得到灵芝图像的边缘梯度矩阵；40、s312：连接边缘梯度矩阵中标记为1的元素，得到若干封闭的元素区域，选取面积最大的元素区域作为灵芝图像中灵芝的菌盖区域，将菌盖区域的面积作为灵芝图像所对应灵芝的菌盖面积，其中菌盖面积的计算公式为：41、其中：表示菌盖区域中的边缘像素数目，表示菌盖区域中第s个边缘像素在行方向的坐标值，表示菌盖区域中第s个边缘像素在列方向的坐标值；42、s313：从灰度矩阵提取灵芝菌盖区域对应的灰度矩阵，并计算得到灵芝图像中灵芝的菌盖形状向量：43、其中：，表示灰度矩阵中的行序号集合，表示灰度矩阵中的列序号集合，表示灰度矩阵中坐标为的矩阵元素的元素值；44、表示灵芝图像中灵芝的菌盖形状向量；45、s314：从颜色通道的图像矩阵中提取灵芝菌盖区域对应的图像矩阵，计算得到灵芝图像中灵芝的菌盖颜色向量：46、、、47、其中：表示灵芝图像中灵芝的菌盖颜色向量；表示灵芝图像中灵芝菌盖在d颜色通道上的两组颜色向量；48、表示图像矩阵中的矩阵元素坐标集合，表示图像矩阵中坐标为e的矩阵元素的元素值；表示图像矩阵中的矩阵元素总数；49、s315：构建得到灵芝图像所对应灵芝的菌盖形态；50、s32：从预处理后灵芝生长图像中提取每张灵芝图像对应的梯度矩阵，其中灵芝图像所对应的梯度矩阵为；51、s33：结合梯度矩阵，计算得到预处理后灵芝生长图像中每张灵芝图像中像素的边缘曲率，其中灵芝图像中第x行第y列像素的边缘曲率计算结果为：52、53、54、55、56、57、其中：表示灵芝图像中第x行第y列像素的边缘曲率，均为计算过程结果；58、结合边缘曲率计算结果，对灵芝图像中的像素进行产子体标记，其中灵芝图像中第x行第y列像素的产子体标记结果为：59、60、其中：表示灵芝图像中第x行第y列像素的产子体标记结果，表示预设的边缘曲率区间，分别为区间的下限以及上限；61、s34：构成预处理后灵芝生长图像中每张灵芝图像所对应灵芝的产子体比例，其中灵芝图像所对应灵芝的产子体比例为：62、63、将步骤s2以及步骤s3计算得到的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例作为灵芝生长态势指标数据。64、可选地，所述s3步骤中将计算得到的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例作为灵芝生长态势指标数据，包括：65、灵芝生长态势指标数据的表示形式为：66、其中：表示第n个图像采集阶段时期灵芝的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例，依次对应灵芝生长态势评估指标体系中的四种指标。67、可选地，所述s4步骤中构建灵芝生长状态评估模型对灵芝生长态势进行量化评估，包括：68、构建灵芝生长状态评估模型对灵芝生长态势进行量化评估，所述灵芝生长状态评估模型以灵芝生长态势指标数据为输入，以灵芝生长状态量化评估结果为输出，基于灵芝生长状态评估模型的灵芝生长态势量化评估流程为：69、s41：灵芝生长状态评估模型接收灵芝生长态势指标数据；70、s42：结合灵芝生长态势指标数据，计算得到灵芝生长态势评估指标体系中不同指标的权重系数，其中第i个指标的权重系数计算公式为：71、、72、其中：表示的变化值；表示第i个指标的权重系数；i表示指标索引；73、s43：基于不同指标的权重系数计算结果，将灵芝生长态势指标数据转换为灵芝生长状态量化评估结果：74、其中：表示第n张图像灵芝生长状态量化评估结果。75、作为本发明所提供培养基制作方法的进一步改进方法：76、可选地，所述以灵芝生长状态量化评估结果作为奖励函数，构建培养基成分比例变化的动作空间，将灵芝生长态势指标数据转换为灵芝生长态势向量，包括：77、以灵芝生长状态量化评估结果作为奖励函数，构建培养基成分比例变化的动作空间，将灵芝生长态势指标数据转换为灵芝生长态势向量，其中转换得到的灵芝生长态势向量为：78、79、其中：表示转换得到的灵芝生长态势向量；分别表示最终灵芝的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例指标值；80、构建培养基成分比例变化的动作空间：81、其中：表示培养基中k种培养基成分比例空间，表示培养基中第k种培养基成分比例，表示培养基数量；82、以灵芝生长状态量化评估结果构建奖励函数，其中所构建的奖励函数为：83、其中：表示采用培养基成分比例进行培养得到的灵芝长势奖励值，取值为；在本发明实施例中，f表示采用培养基成分比例进行培养得到的灵芝生长态势指标数据，与灵芝生长态势向量之间的差距；84、利用智能化灵芝培养基成分配比模型接收灵芝生长态势向量，以奖励函数的最大化为目标，从动作空间中选取培养基成分比例，对所制作的培养基进行配比策略优化。85、在本发明实施例中，所制作培养基的主要成分包括：86、碳源：如葡萄糖、木质素、玉米粉等，提供能量和碳元素，促进灵芝的生长和代谢；87、氮源：如硝酸盐、硫酸铵等，是蛋白质合成的重要原料，对细胞生长和代谢活动至关重要；88、矿物质元素：如磷、钾、镁、钙等，是细胞结构和代谢反应的必需组成部分；89、维生素：如生物素、核黄素、烟酸、维生素b12等，对于灵芝的生长和代谢具有重要作用；90、生长调节剂：如植物激素或其类似物，可以影响灵芝的生长和发育过程。91、可选地，所述利用智能化灵芝培养基成分配比模型接收灵芝生长态势向量，以奖励函数的最大化为目标，从动作空间中选取培养基成分比例，对所制作的培养基进行配比策略优化，包括：92、基于智能化灵芝培养基成分配比模型的当前时刻培养基的配比策略优化流程为：93、智能化灵芝培养基成分配比模型接收灵芝生长态势向量；94、将灵芝生长态势向量f映射到动作空间，采集u组基于灵芝生长态势向量f的培养基成分比例动作序列：95、其中：表示所选取的第u组基于灵芝生长态势向量f的培养基成分比例；96、表示所对应的灵芝生长态势向量f在动作空间的映射结果；97、计算每组培养基成分比例变化动作的奖励函数值，其中第u组基于灵芝生长态势向量f的培养基成分比例变化动作的奖励函数值为；98、选取奖励函数值最大的培养基成分比例变化动作作为当前时刻培养基的配比策略，并按照配比策略对培养基中的成分进行调整。99、为了解决上述问题，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括：100、存储器，存储至少一个指令；通信接口，实现电子设备通信；及处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的灵芝栽培方法及培养基制作方法。101、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的灵芝栽培方法及培养基制作方法。102、相对于现有技术，本发明提出一种灵芝栽培方法及培养基制作方法，该技术具有以下优势：103、首先，本方案提出一种灵芝生长态势指标数据提取方法以及指标权重计算方法，构建菌丝扩展速度识别模型对灵芝的菌丝密度进行结合注意力机制的计算处理，进而计算得到灵芝的菌丝扩展速度，采用基于深度边缘检测与分割的方式分割得到灵芝的菌盖以及产子体部分，并进行相关指标计算，将计算得到的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例作为灵芝生长态势指标数据，灵芝生长态势指标数据的表示形式为：104、105、其中：表示第n个图像采集阶段时期灵芝的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例，依次对应灵芝生长态势评估指标体系中的四种指标。构建灵芝生长状态评估模型对灵芝生长态势进行量化评估，所述灵芝生长状态评估模型以灵芝生长态势指标数据为输入，以灵芝生长状态量化评估结果为输出，基于灵芝生长状态评估模型的灵芝生长态势量化评估流程为：灵芝生长状态评估模型接收灵芝生长态势指标数据；结合灵芝生长态势指标数据，计算得到灵芝生长态势评估指标体系中不同指标的权重系数，其中第i个指标的权重系数计算公式为：、106、其中：表示的变化值；表示第i个指标的权重系数；i表示指标索引；基于不同指标的权重系数计算结果，将灵芝生长态势指标数据转换为灵芝生长状态量化评估结果：107、其中：表示第n张图像灵芝生长状态量化评估结果。本方案构建描述灵芝生长状态的灵芝生长态势评估指标体系，并采集灵芝生长过程中的灵芝图像，采用结合颜色信息以及形态信息的特征提取方式，从灵芝图像中提取灵芝生长态势指标数据，实现灵芝栽培过程中的灵芝生长态势追踪，并结合不同指标数据的变化率，计算得到不同指标的权重系数，对灵芝生长态势指标数据进行指标加权的映射处理，得到描述灵芝当前生长状态的量化评估结果。108、同时，本方案提出一种培养基成分智能优化调整的配比策略，通过将灵芝生长态势指标数据转换为灵芝生长态势向量，其中转换得到的灵芝生长态势向量为：109、110、其中：表示转换得到的灵芝生长态势向量；分别表示最终灵芝的菌丝扩展速度、灵芝菌盖形态、菌盖面积以及产子体比例指标值；构建培养基成分比例变化的动作空间：111、其中：表示培养基中k种培养基成分比例空间，表示培养基中第k种培养基成分比例，表示培养基数量；以灵芝生长状态量化评估结果构建奖励函数，其中所构建的奖励函数为：112、其中：表示采用培养基成分比例进行培养得到的灵芝长势奖励值，取值为；利用智能化灵芝培养基成分配比模型接收灵芝生长态势向量，以奖励函数的最大化为目标，从动作空间中选取培养基成分比例，对所制作的培养基进行配比策略优化。基于智能化灵芝培养基成分配比模型的当前时刻培养基的配比策略优化流程为：智能化灵芝培养基成分配比模型接收灵芝生长态势向量；将灵芝生长态势向量f映射到动作空间，采集u组基于灵芝生长态势向量f的培养基成分比例动作序列：113、114、其中：表示所选取的第u组基于灵芝生长态势向量f的培养基成分比例；表示所对应的灵芝生长态势向量f在动作空间的映射结果；计算每组培养基成分比例变化动作的奖励函数值，其中第u组基于灵芝生长态势向量f的培养基成分比例变化动作的奖励函数值为；选取奖励函数值最大的培养基成分比例变化动作作为当前时刻培养基的配比策略，并按照配比策略对培养基中的成分进行调整。本方案提取灵芝成熟阶段的灵芝生长态势指标数据构成灵芝生长态势向量，构建培养基成分比例变化的动作空间，将灵芝生长态势向量映射到动作空间，计算得到按照不同培养基成分比例变化动作，以采取动作后灵芝生长状态与灵芝生长态势向量的接近程度为奖励函数，选取奖励函数值最大的培养基成分比例变化动作作为当前时刻培养基的配比策略，并按照配比策略对培养基中的成分进行调整，实现结合灵芝当前生长状态以及智能促进灵芝生长的培养基成分比例智能调整。