[發明專利]一種修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法

在審

• 申請號: 201811444732.4
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109520447A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 鄧建才;張杰;朱金格;胡維平
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 林高鋒

本申請涉及一種修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法，其包括將輪葉黑藻葉片以不重疊的方式放置在具有已知面積的深色邊界的不透明板上，然后在特定光照強度條件下，使用特定像素的照相機從固定高度垂直向下拍攝輪葉黑藻葉片放置前后的不透明板和輪葉黑藻葉片，分別得到不透明板的影像和葉片影像，通過圖像處理軟件讀取深色邊界不透明板的像素數以及葉片部分的像素數，基于不透明板與葉片面積像素比值，確定輪葉黑藻葉片面積。然后，通過網格法(標準方法)校正的經驗公式修正圖像處理獲得的輪葉黑藻葉片面積。本申請的方法可以快速準確地獲得輪葉黑藻葉片的面積，特別適合于大量的輪葉黑藻葉片面積測定。

技術領域

本申請涉及葉面積測定技術領域，具體來說，涉及一種修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法。

背景技術

沉水植物是水生生態系統的主要初級生產者和關鍵的食物鏈環節，在調控水生生態系統能量循環、結構和功能穩定方面發揮著重要作用。在富營養化或水質污染較為嚴重的水體，沉水植物可降低富營養化水體中氮磷營養鹽、增加溶解氧、提高透明度、促進懸浮顆粒物沉降、抑制底泥再懸浮與藻類生長等極其重要的水質提升功能。

植物葉片是植物進行光合作用和蒸騰作用、有機物質合成的主要器官，植物葉面積是估算植物光合作用強度的關鍵參數。目前葉面積測量方法主要有網格法(標準方法)、求積儀法、稱重法、葉面積儀法等。在這些方法中，網格法和求積儀法測量精度較高，但是耗時，尤其不適合大量的、且易發生變形的葉片面積量測；稱重法需要在實驗前測定一些特定的系數，雖易于獲取數據但所得結果誤差較大；葉面積儀法雖然能快速測定葉面積、且結果準確，但儀器價格高、且對所測量葉片大小有嚴苛的要求。總之，以上這些方法有的費力耗時，有的誤差大，有的費用高。

隨著計算機技術的發展，數值圖像處理技術已應用于桉樹、南瓜、油梨、番茄等葉面積量測。該方法尤其適用于大量的、形狀各異的葉面積的快速測定。在葉面積計算過程中，采用復雜的數學轉換處理葉片影像采集過程中出現的形變，這要求使用人有專業的高等數學知識背景。普通使用者通過系數修正方法，校正葉片影像形變，因此，需要修正圖像處理法測定的葉面積。由于沉水植物葉片薄，離體后極易失水萎縮，要求在短時間內快速完成葉面積測定，才能準確反映沉水植物葉片面積大小。目前，未見應用修正圖像處理法測定沉水植物葉面積的報道。

因此，發展一種基于修正數值圖像處理技術快速、準確測算沉水植物葉面積方法，對開展沉水植物在水環境污染修復作用機理研究具有重要意義。

輪葉黑藻是一種常見的沉水植物，莖直立細長，長50-80厘米，葉帶狀披針形，4-8片輪生，通常以4-6片為多。當前，輪葉黑藻廣布于池塘、湖泊和水溝中。在我國南北各省及歐、亞、非和大洋洲等廣大地區均有分布。輪葉黑藻葉片長1.5厘米左右，寬約0.5-1cm，葉緣具小鋸齒，葉無柄，因此，通過常規方法很難測定獲得輪葉黑藻葉片面積。

為此，本領域迫切需要一種修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法。

發明內容

本申請之目的在于提供一種快速準確的修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法，從而彌補上述現有技術測定沉水植物葉片面積的不足。具體來說，本文所述的修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法包括將輪葉黑藻葉片以不重疊的方式放置在具有已知面積的深色邊界的不透明板上，然后在特定光照強度條件下，使用特定像素的照相機從固定高度垂直向下拍攝輪葉黑藻葉片放置前后的不透明板和輪葉黑藻葉片，分別得到不透明板的影像和葉片影像，通過圖像處理軟件讀取深色邊界不透明板的像素數以及葉片部分的像素數，基于不透明板與葉片面積像素比值，確定輪葉黑藻葉片面積。然后，采用網格法校正的經驗公式修正圖像處理法獲得的輪葉黑藻葉片面積。

為了解決上述技術問題，本申請提供下述技術方案。

在第一方面中，本申請提供一種修正圖像處理法測定輪葉黑藻葉片面積的方法，所述方法包括下述步驟：

S1:用圖像處理法測定輪葉黑藻葉片的面積A1