[發明專利]一種抗密集雜草干擾的田間作物行提取方法

有效

• 申請號: 201510218378.3
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104899553B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 韓永華
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種抗密集雜草干擾的田間作物行提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將待提取圖像轉換成去除非綠色噪聲的灰度圖像；

(2)判斷步驟(1)獲得的灰度圖像中是否存在雜草，如果不存在雜草，則進入步驟(3)；如果存在雜草，則進入步驟(4)；

(3)對步驟(1)獲得的灰度圖像進行Otsu分割得到結果圖像，根據結果圖像得到各作物行的中心線；

(4)對步驟(1)獲得的灰度圖像中像素值非零的像素進行Otsu分割，小于分割閾值的像素值置零，大于等于閾值的像素值保留原值，生成新的灰度圖像；

(5)對步驟(4)生成的灰度圖像進行小波去噪，得到去除雜草的作物層；

(6)對步驟(5)獲得的作物層中的非零像素值進行Otsu分割；

(7)對步驟(6)獲得的圖像進行團塊噪聲濾除操作，得到結果圖像，根據結果圖像得到各作物行的中心線；

在步驟(5)中，對步驟(4)生成的灰度圖像進行小波去噪的具體步驟如下：

5-1、對步驟(4)生成的灰度圖像進行x級小波分解，x≥5，將分解后的頻率最高的細節小波分解層稱為第1級小波分解層，隨著頻率的降低依次將分解后的細節小波分解層稱為2到x級小波分解層；

計算2～x級小波分解層的頻率總量，選取頻率總量最大的N級小波分解層進行下述操作，N≥2；

5-2、先選取頻率總量最大的小波分解層；

5-3、對選取的小波分解層進行小波重構，然后將小波重構后的圖像的像素值按行求和，將像素值和存到行向量H₁中；

5-4、掃描行向量H₁中像素值和的大小，獲取多個極值點；

5-5、計算步驟5-4獲取的每一極值點對應的圖像行的像素的平均值，以平均值作為閾值對這一行像素進行二值分割，統計這一行中黑色線段的數量，并計算組成每一黑色線段的像素數，保留像素數大于等于選定閾值的黑色線段，所述選定閾值為待提取圖像寬度的1/20～1/15；

5-6、根據待提取圖像由遠到近地順序來比較每行中黑色線段的數量，如果數量依次遞減或和前面相鄰行的相同，則將該經小波重構的小波分解層作為作物層，并進入步驟(6)；否則選取頻率總量小一級的小波分解層進行步驟5-3～5-6的操作，如果N級小波分解層都無法作為作物層，則進入步驟5-7；

5-7、選擇滿足黑色線段的數量依次遞減或和前面相鄰行的相同關系最多的小波重構后的圖像作為目標圖像；

a、將目標圖像中不符合依次遞減且不符合和前面相鄰行相同的要求的行的位置記錄下來，將記錄下來的行到其它小波重構后的圖像上驗證對應行的黑色線段數量是否也不滿足目標圖像的依次遞減且不符合和前面相鄰行相同的要求，如不滿足，選定目標圖像作為作物層；

b、否則再對其它選定的N級小波分解層對應的小波重構后的圖像，依照滿足黑色線段的數量依次遞減或和前面相鄰行的相同關系最多到最少的順序依次作為目標圖像，重復步驟a，直到滿足條件，選定目標圖像作為作物層，如果重復N-1次后仍無法滿足條件，則進入步驟5-8；

5-8、計算選定的N級小波分解層進行小波重構得到的小波重構后的圖像中行上黑色線段數量最大值與最小值的差異，選取差異不是最大而且滿足黑色線段的數量依次遞減關系數量不是最小的圖像作為作物層。

2.如權利要求1所述的抗密集雜草干擾的田間作物行提取方法，其特征在于，步驟(5)中，N＝3。

3.如權利要求1所述的抗密集雜草干擾的田間作物行提取方法，其特征在于，步驟(1)中，將待提取圖像轉換成去除非綠色噪聲的灰度圖像的具體步驟如下：

1-1、對待提取圖像進行超綠變換，獲得第一灰度圖像；

1-2、對待提取圖像采用三基色平均法轉換為第二灰度圖像；

1-3、對第一灰度圖像進行Otsu分割法分割獲得第三灰度圖像，記錄第三灰度圖像中像素值為零的坐標；

1-4、將第二灰度圖像中與第三灰度圖像中所記錄的坐標位置相同的像素值置零，獲得去除非綠色噪聲的灰度圖像。