[發(fā)明專利]一種基于圖像識別的大宗作物株高測量方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710847355.8
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107610172A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周振;李新建;金紅偉;韓冰;許立兵;徐愛國;孫涵
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/90;G06T5/30;G06T5/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，在種植大宗作物的田間設(shè)置彩色標(biāo)桿，所述基于圖像識別的大宗作物株高測量方法包括：

在大宗作物的生育期內(nèi)每單位時間獲取一次田間帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像，所述大宗作物圖像包括彩色標(biāo)桿和背景作物；

對所述大宗作物圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理得到帶有彩色標(biāo)桿的完整大宗作物圖像；

提取所述完整大宗作物圖像中的彩色標(biāo)桿得到彩色標(biāo)桿圖像；

對所述彩色標(biāo)桿圖像進(jìn)行降噪處理得到彩色標(biāo)桿二值圖像；

根據(jù)所述彩色標(biāo)桿二值圖像中連通域的底部和頂點(diǎn)的坐標(biāo)信息計算所述彩色標(biāo)桿的像素高度；

根據(jù)所述彩色標(biāo)桿的像素高度以及所述彩色標(biāo)桿被背景作物遮擋的相對位置關(guān)系，計算得到大宗作物株高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述每單位時間獲取一次田間帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像包括多張?zhí)镩g帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述對所述大宗作物圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理得到帶有彩色標(biāo)桿的完整大宗作物圖像包括：

判斷每張大宗作物圖像的完整性以及所述大宗作物圖像是否受到污染；

若該張大宗作物圖像不完整或者受到污染，則刪除該張大宗作物圖像；

若該張大宗作物圖像完整且沒有受到污染，則保留該張大宗作物圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述每單位時間獲取一次田間帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像包括8張?zhí)镩g帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述提取所述完整大宗作物圖像中的彩色標(biāo)桿得到彩色標(biāo)桿圖像包括：

根據(jù)彩色標(biāo)桿與背景作物的顏色和紋理信息差異，分析所述完整大宗作物圖像上彩色標(biāo)桿與背景作物在R、G、B三個波段上的差異；

針對R、G、B三個波段設(shè)置不同的閾值組合判斷，以及結(jié)合標(biāo)桿識別函數(shù)提取所述彩色標(biāo)桿得到彩色標(biāo)桿圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述對所述彩色標(biāo)桿圖像進(jìn)行降噪處理得到彩色標(biāo)桿二值圖像包括：

利用濾波、平滑和開閉運(yùn)算處理方法對所述彩色標(biāo)桿圖像進(jìn)行圖像形態(tài)學(xué)降噪處理得到所述彩色標(biāo)桿二值圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述彩色標(biāo)桿二值圖像中連通域的底部和頂點(diǎn)的坐標(biāo)信息計算所述彩色標(biāo)桿的像素高度包括：

分別獲取所述彩色標(biāo)桿二值圖像中連通域的底部坐標(biāo)和頂點(diǎn)坐標(biāo)；

根據(jù)彩色標(biāo)桿的像素高度計算公式計算得到所述彩色標(biāo)桿的像素高度，其中，所述彩色標(biāo)桿的像素高度計算公式為：

Height_pole = max(ylab) - min(ylab)，

其中，Height_pole表示彩色標(biāo)桿的像素高度，ylab表示彩色標(biāo)桿二值圖像中連通域的縱坐標(biāo)信息，max(ylab)表示彩色標(biāo)桿二值圖像中連通域的縱坐標(biāo)的最大值，min(ylab) 表示彩色標(biāo)桿二值圖像中連通域的縱坐標(biāo)的最小值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述彩色標(biāo)桿的像素高度以及所述彩色標(biāo)桿被背景作物遮擋的相對位置關(guān)系，計算得到大宗作物株高包括：

根據(jù)大宗作物株高的計算公式計算得到所述大宗作物的株高，其中，所述大宗作物株高的計算公式包括：

Height_crop = (1- Height_pole/Height_original) *Pole_origina，

其中，Height_crop表示大宗作物株高，Height_pole表示彩色標(biāo)桿的像素高度，Height_original表示大宗作物未種植時，彩色標(biāo)桿的像素高度，Pole_origina表示彩色標(biāo)桿的實(shí)際高度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述大宗作物的生育期內(nèi)每單位時間包括大宗作物的生育期內(nèi)的每一天。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的基于圖像識別的大宗作物株高測量方法，其特征在于，所述在大宗作物的生育期內(nèi)每單位時間獲取一次田間帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像包括在大宗作物的生育期內(nèi)每單位時間通過攝像機(jī)拍攝獲取一次田間帶有彩色標(biāo)桿的大宗作物圖像。