[發明專利]基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法

在審

• 申請號: 202010420982.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111738936A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 朱旭華;林乾畢
• 申請（專利權）人: 浙江托普云農科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T7/11;G06T7/136;G01B11/02
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 李品

1.一種基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、拍攝待測水稻以獲得水稻圖，圖像記錄為圖jpg1；

S2、對圖jpg1進行圖像幾何校正處理，獲得圖jpg2；

S3、對圖步驟S2獲得的圖jpg2進行光照補償處理，然后利用大津法OTSU對圖像進行二值化，利用圖像分割技術將單株水稻從二值圖中分割成兩部分，保留含有水稻穗長的部分，獲得圖jpg3；

S4、將圖jpg3進行形態學膨脹處理，然后進行輪廓提取，利用Zhang骨架快速并行細化算法計算，將結果圖記錄為圖jpg4；

S5、獲取步驟S4中的圖jpg4，計算骨架圖中的最短路徑圖，從最短路徑圖的最底部往上每隔n個像素打一個點，得到穗長路徑點，計算單株水稻的穗長；

S6、重復步驟S1-S5以計算圖中的所有水稻的穗長，最后顯示保存。

2.根據權利要求1所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述步驟S1包括以下具體步驟：

S1.1、選取特定背景板，并將水稻按要求放入背景板；

S1.2、對位于背景板上的水稻牌照取圖，圖像記錄為圖jpg1，并將圖像傳遞給步驟S2。

3.根據權利要求1所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述步驟S2包括以下具體步驟：

S2.1、獲取的步驟S1處理后的圖jpg1，并對圖jpg1進行灰度化和濾波去噪處理；

S2.2、獲取S2.1處理后的圖jpg1，利用霍夫圓檢測算法對圖像進行圓形檢測，記錄下圓心的位置；

S2.3、獲取S2.2處理的圓心特征，獲取原圖jpg1，利用透視變化對圖jpg1進行幾何校正，其結果記錄為圖jpg2；將圖jpg2傳遞給步驟S3。

4.根據權利要求1所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述步驟S3包括以下具體的步驟：

S3.1、獲取步驟S2處理后的圖jpg2，將彩色圖輸入光照補償算法中，將光照補償之后的圖記錄為圖img31；

S3.2、獲取S3.1處理后的結果圖img31，利用大津法OTSU全局閾值化方法對圖像進行二值化處理，再刪除面積很小的連通區域部分，保留只剩水稻的二值圖，記錄為圖img32；

S3.3、獲取S3.2處理后的圖img32，再單株水稻二值圖分割為兩部分，留下水稻穗長的那部分圖記錄為圖jpg3；將圖jpg3傳遞給步驟S4。

5.根據權利要求1所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述步驟S4包括：

S4.1、獲取步驟S3處理后的圖jpg3，對圖jpg3進行一次的形態學膨脹處理之后再進行一次的輪廓提取；重復兩次，再重新畫在新的二值圖中，記錄為圖img41；

S4.2、獲取S4.1處理后的圖img41，利用Zhang骨架細化算法對圖img41進行細化，將結果圖記錄為圖jpg4，將圖jpg4傳遞給步驟S5。

6.根據權利要求1所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述步驟S5包括：

S5.1、獲取步驟S4處理后的圖jpg4，計算圖jpg4中從最底部到最上面的最短路徑圖，將最短路徑圖記錄為圖img51；

S5.2、獲取步驟S5.1處理后的圖img51，從最底部往上每隔n個像素打一個點，得到穗長的路徑點，最后將所有的點顯示在圖jpg1中，其中所述n≥20；

S5.3、將單株水稻的所有的穗長的路徑點計算兩點之間的距離，然后加起來得到單株的水稻的穗長。

7.根據權利要求2所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述背景板的底色為黑色，該背景板四角分別畫有白色圓，且所述背景板的上畫有至少五條白線；水稻擺放在四個白色圓內，并將水稻的穗頸節的位置放在白線上。

8.根據權利要求7所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：所述白色圓的直徑為1.5-2.5cm；所述白線的長為1.5-2.5cm，寬為1.5-2.5mm。

9.根據權利要求7所述的基于圖像處理的多株水稻穗長的測量方法，其特征在于：步驟S2中所述幾何校正處理包括：圖jpg2中四個點的位置是四個圓的圓心的位置，變換后的四個點的位置是原圖像四個圓心的外接矩形的四個頂點。