[發明專利]基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法

有效

• 申請號: 201210572760.0
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103093456A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 杜建軍;郭新宇;王傳宇;肖伯祥;吳升
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/40;G01N21/84;G01B11/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、通過每隔90度拍攝一張圖像的方式，獲取玉米果穗的彩色圖像CI_i，且i=1,2,3,4，

將所述彩色圖像CI_i轉化為灰度圖像SI_i，并將所述灰度圖像SI_i轉化為僅包含玉米果穗的二值圖像BI_i；

S2、分別對所述彩色圖像CI_i、所述灰度圖像SI_i以及所述二值圖像BI_i進行軸向畸變校正和徑向畸變校正，得到校正后的彩色圖像CI2_i、校正后的灰度圖像HI_i以及校正后的二值圖像BI2_i；

S3、對所述灰度圖像HI_i進行分割，得到僅包含玉米籽粒的二值圖像BI3_i，

將所述二值圖像BI3_i進行拼接，得到籽粒全景圖BI4，所述籽粒全景圖BI4包括所述玉米果穗三維表面上的所有籽粒；

S4、對所述二值圖像BI3_i進行形態學運算，計算出所述玉米果穗的禿尖區域，并計算出所述玉米果穗的禿尖長度，

根據所述二值圖像BI3_i，計算出所述玉米果穗的行粒數，

根據所述籽粒全景圖BI4，計算出所述玉米果穗的穗行數。

2.根據權利要求1所述的基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法，其特征在于，步驟S1中，將所述灰度圖像SI_i轉化為僅包含玉米果穗的二值圖像BI_i具體包括：

確定所述灰度圖像SI_i中玉米果穗與背景的邊界像素強度并對所述灰度圖像SI_i進行二值化，使用膨脹運算填充圖像孔洞，使用腐蝕操作刪除圖像中的孤島并恢復玉米果穗的邊界，從而獲得所述二值圖像BI_i。

3.根據權利要求1所述的基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法，其特征在于，步驟S2中，所述軸向畸變校正和所述徑向畸變校正具體包括：

基于所述二值圖像BI_i，建立每個圖像中玉米果穗的OBB包圍盒，并根據所述OBB包圍盒建立果穗局部坐標系，計算出軸向畸變校正參數和徑向畸變校正參數，根據所述軸向畸變校正參數和所述徑向畸變校正參數分別對所述彩色圖像CI_i、所述灰度圖像SI_i以及所述二值圖像BI_i進行校正。

4.根據權利要求1所述的基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法，其特征在于，步驟S3進一步包括：

對所述灰度圖像HI_i進行分割后，利用玉米籽粒的顏色特征和形狀特征對分割出的玉米籽粒進行篩選，從而獲得所述二值圖像BI3_i，其中，

所述玉米籽粒的顏色特征由所述彩色圖像CI2_i獲得，所述玉米籽粒的形狀特征由所述二值圖像BI2_i獲得。

5.根據權利要求1-4之一所述的基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法，其特征在于，步驟S3中，將所述二值圖像BI3_i進行拼接具體包括：

將所述二值圖像BI3i按照果穗三維表面展開，建立各個圖像上相同玉米籽粒之間的映射關系，并從每個圖像上提取結構完整的玉米籽粒作為所述籽粒全景圖BI4上的玉米籽粒。

6.根據權利要求1所述的基于圖像的玉米果穗性狀指標計算方法，其特征在于，步驟S4中，對所述二值圖像BI3i進行形態學運算具體包括：

對所述二值圖像BI3_i進行膨脹運算，直至圖像中的所有玉米籽粒融合形成一個單連通區域，記錄膨脹像素個數，然后利用腐蝕運算恢復玉米籽粒的邊界，再將得到的圖像與所述二值圖像BI2_i進行差運算，得到未包含玉米籽粒的區域，并進一步得到所述禿尖區域。