[發明專利]一種檀香葉片灰斑病危害程度的確定方法和裝置

在審

• 申請號: 201711068076.8
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107862682A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 陳珠琳;王雪峰
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院資源信息研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/41;G06T7/90
• 代理公司: 北京金岳知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11585
• 代理人: 王文生

技術領域

本發明涉及屬于森林經理和森林經營領域，尤其涉及一種灰斑病危害程度的確定方法和裝置。

背景技術

在森林經理和森林經營領域，有諸多森林病蟲害會導致葉子發生變化，如，在森林蟲害過程中，樹葉會被害蟲吃掉，在森林病害過程中，樹葉會枯萎。總之，由于森林經常發生病蟲害，并且需要對病蟲害程度進行預測，才能根據預測的病蟲害程度采取相應的防治措施。

例如，檀香是珍貴樹種，其木質均勻細膩，又有獨特的芳香，在制香方面歷來被奉為珍品。由于檀香極高的經濟價值和藥用價值，近年來華南等地得到了大量栽植。檀香是一種半寄生常綠喬木，而且在氣溫或者環境不宜等情況下，檀香易受到危害根部的苗立枯病、根腐病以及危害葉片的葉灰斑病、白粉病、桑寄生粉蝶、金龜子和危害莖干的咖啡豹蠹蛾的危害，其中葉灰斑病較為普遍且影響光合作用，進而嚴重危害檀香的生長，所以，實時監測檀香葉片灰斑病并及時采取相應措施是關系到檀香經營失敗的重要手段。

盡管現有技術可獲得大量的圖像數據，但還沒有方法根據這些圖像數據對葉灰斑病的危害程度做出預估，所以如何根據復雜背景下的檀香葉片的圖像數據對葉灰斑病的危害程度做出預估是目前急待解決問題。

發明內容

本發明的實施例提供了一種檀香葉片灰斑病危害程度的確定方法和裝置，可實現對灰斑病危害程度的預測。

本發明的實施例提供了一種檀香葉片灰斑病危害程度的確定方法，包括：

獲取整棵樹圖像；

從整棵樹圖像中分割葉片圖像；

根據葉片圖像確定顏色特征和紋理特征；

根據檀香葉片灰斑病危害程度預估模型、顏色特征和紋理特征確定灰斑病危害程度。

所述獲取整棵樹圖像包括：使用野外伺服儀獲取每棵檀香樹的圖像數據，拍攝時采用定焦鏡頭并使用大光圈，從06:00—18:00，每小時獲取一次圖像，并實時傳輸到服務器。

所述從整棵樹圖像中分割葉片圖像具體包括：

對圖像進行高斯高通濾波；

使用Otsu法得到二值圖；

結合7×7模板的中值濾波以及使用半徑為2的圓形結構元素進行形態學腐蝕和膨脹運算得到掩膜圖像；

將掩膜圖像與原圖相乘得到復雜背景下含有枝干的檀香葉片圖像；

將圖像轉換到Lab系統，提取L分量，使用Otsu法得到二值圖；

使用7×7模板的中值濾波進行平滑處理，然后使用半徑為2的圓形結構元素腐蝕膨脹各2次；

將上述圖像與原圖像相乘得到復雜背景下不含枝干的檀香葉片圖像。

所述根據葉片圖像確定顏色特征和紋理特征具體包括：

從葉片圖像中確定顏色特征，所述顏色特征包括G均值/(R均值+G均值+B均值)、L分量均值、b分量均值；

所述紋理特征包括相關性均值分量。

在執行步驟根據葉片圖像確定顏色特征和紋理特征過程中，還執行步驟：將圖像的灰度級壓縮為16級，步長選擇1，方向為0°，45°，90°和135°；計算四個方向的上的均值和方差得到8維紋理特征向量。

所述根據檀香葉片灰斑病危害程度預估模型、顏色特征和紋理特征確定灰斑病危害程度的步驟具體包括：

檀香葉片灰斑病危害程度預估模型為：

Y＝a₁x₁+a₂x₂+a₃lnx₃+a₄lnx₄+a₅，

其中，Y代表灰斑病危害程度，x₁為G均值/(R均值+G均值+B均值)，x₂為L分量均值，x₃為b分量均值，x₄為紋理特征中的相關性均值；該模型中，a₁＝16.736，a₂＝-0.042，a₃＝0.294，a₄＝0.124，a₅＝2.343。

本發明的實施例還提供了一種檀香葉片灰斑病危害程度的確定裝置，包括：

獲取單元，用于整棵樹圖像；

分割單元，用于從整棵樹圖像中分割葉片圖像；

獲得單元，用于根據葉片圖像確定顏色特征和紋理特征；

確定單元，用于根據檀香葉片灰斑病危害程度預估模型、顏色特征和紋理特征確定檀香葉片灰斑病危害程度。