[發明專利]作物行中心線提取方法和系統

無效

• 申請號: 201010132240.9
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN101807252A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 劉剛;何蓓;司永勝;高瑞;姜國權
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種農作物行中心線提取方法，其特征在于，包括：

步驟1：獲取農作物圖像，通過對所述農作物圖像中的作物行與背景進行分割，將所述農作物圖像轉化為包括作物行值和背景值的二值圖像；

步驟2：采用垂直投影法檢測所述二值圖像中的作物行數，并掃描所述二值圖像得到作物行，提取所述作物行中的作物行定位點；

所述掃描所述二值圖像得到作物行，提取所述作物行中的作物行定位點具體包括：從左至右掃描所述二值圖像，若所述二值圖像的像素值由低到高突變，則標識為所述作物行的左邊緣，若所述二值圖像的像素值由高到低突變，則標識為所述作物行的右邊緣；設定一長度閾值，若所述左邊緣與所述右邊緣的距離大于所述長度閾值，則所述左邊緣與所述右邊緣之間為所述作物行；保留所述作物行中的5k行的圖像信息，所述k為自然數，將所述作物行中的5k行之外行的所有像素值轉換為背景值；從所述保留的5k行中提取與作物行對應的特征點，所述特征點的集合作為作物行定位點；

步驟3：根據所述步驟2中獲取的作物行定位點，利用遺傳算法提取得到所述作物行的作物行中心線，其具體包括：

步驟31、在步驟1所獲得的二值圖像內，采用隨機數產生的方法，隨機產生N對坐標點對，N為自然數且50≤N＜100，所述坐標點對中的兩個坐標點的坐標值互不相同，通過每一坐標點對中的兩坐標點(x_k，y_k)，(x_k+1，y_k+1)的直線l為一染色體，直線l的表達式為：l＝ax+b，其中?所述N對坐標點對組成的N個染色體組成初始種群；

步驟32、對所述每一坐標點對進行40位二進制編碼，得到所述染色體的基因型；

步驟33、設(α_m，β_m)為作物行中的某一定位點，則該定位點與初始種群中?的某一染色體直線l間的距離為?設給定閾值q，若d滿足d≤q，則認為該定位點在該條染色體直線兩側選取的給定閾值的條形區域內；構造所述染色體的適應度函數?其中，f為適應度，n為到所述染色體的距離小于等于給定閾值的作物行定位點的個數，Var為作物行定位點與染色體的距離和所述給定閾值的絕對值的方差；根據所述適應度函數計算適應度，并根據按照所述適應度比例分配的輪盤賭選擇法對所述初始種群中的染色體進行選擇，得到選擇出的個體；

步驟34、采用多點交叉的方式，在所述選擇出的個體中根據所述適應度，依次選擇兩個染色體，對所選擇的兩個染色體所對應的基因型進行交叉和變異，得到第一下一代種群；重復執行步驟33和步驟34，直至得到第M下一代種群，所述第M下一代種群包括一最優染色體，所述最優染色體對應一最優作物行中心線；

步驟35、標記并記錄所述最優作物行中心線所通過的定位點信息，并將所述最優作物行中心線兩側選取的給定閾值的條形區域中包含的其他定位點設定為背景像素；返回執行步驟31，直至所提取的最優作物行中心線數目與步驟2中所檢測的作物行數相等時終止。

2.根據權利要求1所述的農作物行中心線提取方法，其特征在于，所述步驟1中的對所述農作物圖像中的作物行與背景進行分割，包括：

對所述農作物圖像中的每一像素的R、G分量的灰度值按照G-R進行計算，若計算結果大于零，則所述像素位于所述作物行中；若計算結果小于零，則所述像素位于所述背景中。

3.根據權利要求1所述的農作物行中心線提取方法，其特征在于，所述步驟1還包括：對所述二值圖像進行消除噪聲和填充孔洞處理。