[發明專利]一種基于ImagePy的水敏紙霧滴參數測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 202110485867.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113222925B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 亢潔;劉港;馮樹杰;郭國法;田野
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T3/40;G06T3/60;G01N15/00;G01N15/02;G01N15/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 季海菊

一種基于ImagePy的水敏紙霧滴參數測量裝置及其測量方法，包括水敏紙圖像采集模塊、圖像處理模塊及霧滴參數統計模塊；圖像處理模塊包括基于ImagePy的圖像自動旋轉裁剪模塊、圖像拼接模塊、彩色圖像分割模塊；霧滴參數統計模塊，包括霧滴最大值、最小值、平均值、中值、霧滴覆蓋率以及霧滴個數六種參數。其中，霧滴覆蓋率和霧滴中值功能通過編寫程序在ImagePy原有功能基礎上添加此兩項功能；通過圖像采集模塊和圖像處理軟件ImagePy，對水敏紙圖像進行自動旋轉裁剪，然后對水敏紙圖像進行圖像拼接、彩色圖像分割，進而使用霧滴參數統計模塊統計測量霧滴尺寸、總霧滴數和霧滴覆蓋率等霧滴參數；本發明具有結構簡單，操作方便，測量準確快速的優點，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于ImagePy的水敏紙霧滴參數測量裝置及其測量方法。

背景技術

農藥在控制農作物病蟲害方面具有成本低、有效、快速的特點，是作物病蟲害控制的最有力的方法。但大量噴灑會造成農藥浪費，嚴重危害環境和人們的身體健康。因此如何提高農藥利用率、減少農藥使用量成為亟待解決的問題。快速且有效獲取施藥后霧滴在目標上沉積的噴霧量、霧滴尺寸和霧滴在目標上的覆蓋均勻性等信息，可以對施藥效果進行定量評價，為進一步優化農藥噴施技術提供參考。

目前，國外已開發了多種水敏試紙圖像處理軟件，其中R.D.Fox提出了一種WSP(Water Sensitive Paper)視覺分級噴霧覆蓋方法的結果；Panneton開發了一種相機/照明系統，測量WSP上斑點覆蓋面積的百分比；Cunha M評估了幾種水敏紙圖像處理軟件分析噴霧質量的能力；Zhu Heping基于PC機和掃描儀開發了一種便攜式霧滴參數測量系統。國內雖然起步較晚，但也取得了較好的研究成果，郭娜，吳亞壘，祁力鈞，邱白晶，鄭加強，袁江濤，史春建，梁萍等都研究了基于圖像處理的霧滴檢測方法，但是在獲取水敏紙的數字圖像時，水敏紙圖像往往會發生傾斜，而這些軟件不能自動檢測出水敏紙的傾斜角度，并缺少對水敏紙圖像的自動旋轉操作，而且不能自動獲取水敏紙感興趣區域，而需要借助其他軟件對水敏紙作上述預處理操作，同時這些軟件在進行水敏紙圖像分割時，均采用將水敏紙轉換為灰度圖像再進行分割，這樣在轉換的過程中會失去一些有用信息，導致檢測精度不高。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于ImagePy的水敏紙霧滴參數測量裝置及其測量方法，通過在ImagePy軟件中添加圖像處理模塊，實現水敏紙圖像的自動旋轉裁剪，圖像拼接及彩色分割，從而準確且快速地測量出霧滴參數，具有廣闊的應用前景。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于ImagePy的水敏紙霧滴參數測量裝置，包括水敏紙圖像采集模塊、圖像處理模塊及霧滴參數統計模塊；

所述圖像處理模塊包括基于ImagePy的圖像自動旋轉裁剪模塊、圖像拼接模塊、彩色圖像分割模塊；

所述霧滴參數統計模塊，包括霧滴最大值、最小值、平均值、中值、霧滴覆蓋率以及霧滴個數參數統計；其中，霧滴覆蓋率和霧滴中值功能通過編寫程序在ImagePy原有功能基礎上添加此兩項功能。

所述圖像自動旋轉裁剪模塊，通過最小外接矩形函數(minAreaRect)和垂直邊界最小正矩形函數(boundingRect)實現水敏紙圖像的自動旋轉裁剪；用boundingRect()得到包裹水敏紙圖像輪廓的最小正矩形，minAreaRect()得到包裹水敏紙圖像輪廓的最小斜矩形。

所述圖像拼接模塊，對于水敏紙圖像采集模塊采集到的水敏紙，通過編程，定義img_center為中間1/2區域，img[1]為左1/4區域，img[2]為右1/4區域，img[3]為img[1]與img[2]拼接的圖像，輸出img[3]和img_center。

所述彩色圖像分割模塊，采用的是RGB顏色空間模型。