[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于圖像處理的土壤剖面分析裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110441155.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102565058A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余新曉;谷建才;陳麗華;陸貴巧;張振明;樊登星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/84
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/84
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國(guó)勝;王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤分析領(lǐng)域，尤其是基于圖像采集處理的土壤剖面分析裝置及方法。

背景技術(shù)

林業(yè)調(diào)查中，土壤分析是一種常用手段，用于測(cè)定土壤的空隙及根系分布以及土壤性質(zhì)等信息。傳統(tǒng)土壤分析方法是通過(guò)人工采集土壤，通過(guò)觀察得到土壤的顏色，空隙，石礫和根莖分布情況等信息。由于完全通過(guò)人工進(jìn)行分類(lèi)與識(shí)別，傳統(tǒng)土壤剖面方法存在速度慢，效率低，精度低，主觀性強(qiáng)等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種土壤剖面分析裝置及方法，可以克服現(xiàn)有的人工土壤剖面分析存在的速度慢，效率低，精度低，主觀性強(qiáng)等缺點(diǎn)。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于圖像處理的土壤剖面分析裝置，包括：圖像采集單元和中央處理單元；

所述圖像采集單元包括：照明設(shè)備，其用于為待測(cè)土壤剖面提供照明；圖像采集設(shè)備，其用于對(duì)土壤剖面樣本進(jìn)行圖像采集；以及圖像數(shù)據(jù)傳輸接口，其用于將圖像數(shù)據(jù)傳輸至中央處理單元；

所述中央處理單元包括：主控制器，其用于控制整個(gè)裝置運(yùn)行、人機(jī)交互以及數(shù)據(jù)處理；人機(jī)接口，其用于接收用戶指令以及顯示圖像及處理結(jié)果；

所述中央處理單元控制所述圖像采集單元運(yùn)行并接收其采集的圖像數(shù)據(jù)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述主控制器包括圖像采集單元、圖像分割模塊及數(shù)據(jù)處理模塊，其分別用于對(duì)土壤剖面樣本進(jìn)行圖像采集并對(duì)其圖像進(jìn)行圖像分割以及數(shù)據(jù)處理，得到所需研究組分的分布，計(jì)算得到其面積，分布等數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供了一種土壤剖面分析方法，所述方法包括步驟：

S1：準(zhǔn)備土壤剖面樣本；

S2：裝置啟動(dòng)及初始化；

S3：土壤剖面圖像采集；

S4：圖像處理分析；

S5：結(jié)果輸出。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選所述步驟S4包括：

S41：圖像顯示；

S42：選擇待分析區(qū)域；

S43：對(duì)所選區(qū)域進(jìn)行圖像分割；

S44：分析分割結(jié)果的面積、分布參數(shù)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選所述步驟S41還包括對(duì)多種顏色標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選在同一地點(diǎn)采集的相似圖像中使用同一劃分顏色標(biāo)準(zhǔn)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟S41還包括對(duì)多種顏色相似度的設(shè)定。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，不同的樣本圖像使用不同的顏色相似度進(jìn)行分割。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S3包括調(diào)節(jié)裝置及照明設(shè)備位置，用于采集清晰的土壤剖面圖像。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述方法還包括步驟S6：后期數(shù)據(jù)處理。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的基于圖像處理的土壤剖面分析裝置，其包括：圖像采集單元和中央處理單元；所述圖像采集單元包括：照明設(shè)備，其用于為待測(cè)土壤剖面提供照明；圖像采集設(shè)備，其用于對(duì)土壤剖面樣本進(jìn)行圖像采集；以及圖像數(shù)據(jù)傳輸接口，其用于將圖像數(shù)據(jù)傳輸至中央處理單元；所述中央處理單元包括：主控制器，其用于控制整個(gè)裝置運(yùn)行、人機(jī)交互以及數(shù)據(jù)處理；人機(jī)接口，其用于接收用戶指令以及顯示圖像及處理結(jié)果；所述中央處理單元控制所述圖像采集單元運(yùn)行并接收其采集的圖像數(shù)據(jù)。同時(shí)本發(fā)明還提供了一種土壤剖面分析方法，本技術(shù)方案使用成像設(shè)備獲得土壤樣本剖面的圖像后，通過(guò)圖像數(shù)據(jù)處理及分析等方法，將其中的空隙，石礫，根莖以及不同性質(zhì)的土壤部分分離，從而可以得到相應(yīng)的土壤定量化分析數(shù)據(jù)。本裝置可以在人工輔助下半自動(dòng)運(yùn)行，從而提高了土壤剖面分析的速度與效率。同時(shí)由于采用了量化的分析方法，使得分析結(jié)果更加公正客觀，可信度更高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的土壤剖面分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的土壤剖面分析方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理分析的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。