[發明專利]植株葉片的葉脈獲取方法

有效

• 申請號: 201910981512.3
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110837849B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 肖順夫;劉升平;張杰;李世娟;杜鳴竹;諸葉平
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業信息研究所
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06T7/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 侯玲玲;張印鐸

本發明提供一種植株葉片的葉脈獲取方法，其包括：步驟11、對植株葉片點云進行主成分分析；步驟13、基于八叉樹對葉片點云進行分割；并將第一主成分方向上的兩個端點分別定義為起點和終點；步驟15、選取起點作為基點；步驟17、搜索基點周圍的K個最近鄰點；步驟19、分別計算每個最近鄰點與基點和終點之間的距離之和；步驟21、判斷距離之和最小的最近鄰點是否曾經是基點；步驟23、當距離之和最小的最近鄰點并非為曾經的基點時，將距離之和最小的最近鄰點作為當前的基點；步驟25、循環執行步驟17至步驟23直至基點為終點；步驟27、根據存儲的基點進行擬合以獲取葉片的葉脈。本發明提供了一種效率高的植株葉片的葉脈獲取方法。

技術領域

本發明涉及植株表型測量領域，尤其涉及一種植株葉片的葉脈獲取方法。

背景技術

植株表型是受基因和環境因素決定或影響的，反映植株結構及組成、植株生長發育過程及結果的全部物理、生理、生化特征和性狀。葉片是植株的重要組成部分，其形態直接影響植株的生長發育和最終產量，是植株表型分類中不可缺少的一部分。葉脈使得葉片可以在空中舒展，最大限度的獲取陽光，是葉片上最重要的一個部分。

現有技術中從葉片點云提取葉脈一般首先對葉片點云進行主成分分析，以找到葉片的葉尖與葉基，再以葉尖與葉基點為起點與終點，在葉片點云上搜索出最短路徑來代替葉脈。這種方法需要對比葉片點云上所有可能的路徑來找到最短路徑，效率比較低，而且搜索出的最短路徑并不光滑，與光滑的葉脈相比仍然有誤差。

因此，有必要提出一種植株葉片的葉脈獲取方法及其采集方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種效率高的植株葉片的葉脈獲取方法。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：一種植株葉片的葉脈獲取方法，包括：步驟11、對植株葉片點云進行主成分分析，并獲取所述植株葉片的第一主成分方向；步驟13、基于八叉樹結構對所述葉片點云進行分割；并將第一主成分方向上的兩個端點分別定義為起點和終點；步驟15、選取所述起點作為基點；步驟17、搜索所述基點周圍的K個最近鄰點；步驟19、分別計算每個最近鄰點與所述基點和所述終點之間的距離之和；步驟21、判斷所述距離之和最小的最近鄰點是否曾經是基點；步驟23、當所述距離之和最小的最近鄰點并非為曾經的基點時，對所述基點進行存儲；并將距離之和最小的最近鄰點作為當前的所述基點；步驟25、循環執行步驟17至步驟23直至所述基點為所述終點；步驟27、根據存儲的所述基點進行擬合計算以獲取所述葉片的葉脈。

作為一種優選的實施方式，其還包括：步驟29、當所述距離之和最小的最近鄰點為曾經的基點時，選取其余的K-1個最近鄰點中所述距離之和最小的最近鄰點作為所述基點。

作為一種優選的實施方式，步驟27、對多個所述基點進行擬合計算以獲取所述葉片的葉脈，具體包括：步驟271、獲取所述植株葉片的第二主成分方向和第三主成分方向，其中，所述第一主成分方向、所述第二主成分方向以及所述第三主成分方向兩兩垂直；步驟273、將所述第一主成分方向作為X軸、將所述第二主成分方向作為Y軸以及將所述第三主成分方向作為Z軸，以建立XYZ坐標系；步驟275、在所述XYZ坐標系內將多個所述基點投影至X軸和Z軸所在的平面上；步驟277、在X軸和Z軸所在的平面上對多個所述基點的投影進行擬合計算以獲取所述葉片的葉脈。

作為一種優選的實施方式，步驟275、在所述XYZ坐標系內將多個所述基點投影至X軸和Z軸所在的平面上，具體包括：在所述XYZ坐標系內將每個所述基點的Y坐標設為0，以將每個所述基點投影至X軸和Z軸所在的平面上。

作為一種優選的實施方式，步驟273、將所述第一主成分方向作為X軸、將所述第二主成分方向作為Y軸以及將所述第三主成分方向作為Z軸，以建立XYZ坐標系，具體包括：將植株葉片點云的質點作為原點，以所述第一主成分的方向作為X軸；以所述第二主成分的方向作為Y軸；以所述第三主成分的方向作為Z軸；以建立XYZ坐標系。