[發(fā)明專(zhuān)利]一種自動(dòng)提取棉苗的方法及其裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010236542.0
• 申請(qǐng)日: 2010-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102339378A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛文華;張小超;趙博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;G06K9/54;A01G1/00
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國(guó)

1.一種自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，包括：

步驟一，對(duì)棉苗田間彩色圖像利用綠色植物和土壤顏色特征進(jìn)行背景分割；

步驟二，對(duì)背景分割后得到的綠色植物，利用棉苗行距的位置特征進(jìn)行棉苗帶定位；

步驟三，對(duì)所定位的棉苗帶，利用棉苗株距的位置特征進(jìn)行單株棉苗定位及株數(shù)計(jì)數(shù)；

步驟四，根據(jù)棉苗株數(shù)利用棉苗和雜草的形狀特征進(jìn)行單株棉苗的提取，得到田間棉苗圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟一中，進(jìn)一步包括：

將所述棉苗田間彩色圖像，根據(jù)超綠顏色閾值指標(biāo)轉(zhuǎn)換為8bit的灰度圖像；

將所述8bit的灰度圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像，綠色植物為白色的前景，土壤為黑色的背景。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟二中，進(jìn)一步包括：

基于所述二值圖像，根據(jù)棉苗行距基本恒定的位置特征，通過(guò)所述綠色植物的垂直投影得到所述綠色植物的垂直方向像素直方圖，根據(jù)所述垂直方向像素直方圖確定所述棉苗帶的中心位置及其上下邊界，并濾除上下邊界外的雜草區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟二中，進(jìn)一步包括：

根據(jù)所述垂直方向像素直方圖的最大值，確定所述棉苗帶的中心位置；

根據(jù)所述垂直方向像素直方圖的最小值，確定所述棉苗帶的邊界分割閾值；

根據(jù)所述棉苗帶的邊界分割閾值，由所述棉苗帶的中心位置開(kāi)始分別向上下兩邊，搜索所述棉苗帶的上下邊界；

濾除所述棉苗帶的上下邊界外的雜草區(qū)域，把這些雜草區(qū)域置為黑色的背景。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟二中，進(jìn)一步包括：

根據(jù)所述棉苗帶的上下邊界與中心位置的距離，修正上下邊界。

6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟三中，進(jìn)一步包括：

基于所述二值圖像，根據(jù)棉苗株距基本恒定的位置特征，通過(guò)所述棉苗帶的水平投影，得到所述棉苗帶的水平方向像素直方圖，根據(jù)所述水平方向像素直方圖計(jì)算棉苗的株數(shù)，確定各單株棉苗的左右邊界，并濾除左右邊界外的雜草區(qū)域。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟三中，進(jìn)一步包括：

根據(jù)所述水平方向像素直方圖的最大值，確定上部株數(shù)閾值；

根據(jù)所述水平方向像素直方圖的最小值，確定下部株數(shù)閾值；

求取所述上部株數(shù)閾值線(xiàn)與所述水平方向像素直方圖曲線(xiàn)的第一左右交點(diǎn)；

求取所述下部株數(shù)閾值線(xiàn)與所述水平方向像素直方圖曲線(xiàn)的第二左右交點(diǎn)；

由所述第一左右交點(diǎn)及所述第二左右交點(diǎn)，計(jì)數(shù)所述二值圖像中棉苗的株數(shù)和各單株棉苗的左右邊界；

濾除各棉苗植株左右邊界外的雜草區(qū)域，把這些雜草區(qū)域置為黑色的背景。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟三中，進(jìn)一步包括：

根據(jù)各單株棉苗的寬度，修正棉苗的株數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5、7或8所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟四中，進(jìn)一步包括：

根據(jù)棉苗植株面積遠(yuǎn)大于雜草植株面積的形狀特征，獲得各棉苗和雜草區(qū)域的面積大小，擦除面積遠(yuǎn)小于棉苗的雜草區(qū)域，得到所述田間棉苗圖像。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)提取棉苗的方法，其特征在于，所述步驟四中，進(jìn)一步包括：

運(yùn)用快速區(qū)域標(biāo)記法標(biāo)記各棉苗和雜草區(qū)域，并計(jì)算各區(qū)域的面積；

對(duì)各棉苗和雜草區(qū)域的面積從大到小進(jìn)行排序；

從排序后的面積序列中，去掉與所述棉苗株數(shù)相同的棉苗面積后，求取剩余的各區(qū)域面積的均值，并將該均值作為粒子擦除算法的面積閾值；

根據(jù)所述面積閾值，擦除面積小于所述面積閾值的雜草區(qū)域，把這些區(qū)域置為黑色的背景，得到所述田間棉苗圖像。