[發明專利]農作物生長狀況圖像識別方法及系統

有效

• 申請號: 202110812122.0
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113469112B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 王蕾;沈超;張瑜;賈曉藝;張瑜
• 申請（專利權）人: 三門峽市鄉村振興局
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/26;G06V10/56;G06V10/774;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 鄭州意創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41138
• 代理人: 張江森;侯喜立

1.一種農作物生長狀況圖像識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采集不同品種農作物在不同環境以及不同生長階段的圖片，基于采集的圖片對神經網絡進行訓練，得到訓練后的神經網絡；所述不同生長階段包括：幼苗期、拔節期、成熟期；

2)采用雙目立體攝像機獲取待觀測農作物的圖片，利用訓練后的神經網絡對農作物進行識別，得到待觀測農作物的品種；

3)對獲取的待觀測農作物的圖片進行圖像分割，識別出待觀測農作物的主干和葉子，獲取主干的高度和主干高度的中心位置的寬度，并獲取葉子的圖片；基于所述高度、所述寬度獲得待觀測農作物的株高、莖稈粗細度；根據獲取的葉子的圖片，獲得葉片大小、葉片顏色、葉片分布均衡度、葉片完整度；

4)獲取待觀測農作物在預設生長曲線中相應位置的典型值，將獲得的待觀測農作物的株高、莖稈粗細度、葉片大小、葉片顏色、葉片分布均衡度以及葉片完整度與所述典型值進行比較，在顯示器上顯示偏差百分比，當所述百分比超過預設值時，向用戶發出提示信息；

所述對獲取的待觀測農作物的圖片進行圖像分割，包括：

判斷待觀測農作物的生長階段，如果處于拔節期或者成熟期，則采用邊緣檢測的分割方法，如果處于幼苗期，則執行以下步驟：

a1)將圖片轉化為灰度圖，找到灰度值的極大值點，并標記極大值點的坐標；

a2)找到至少一條直線，位于所述直線上的極大值點最多，并判斷位于一條直線上的極大值點的間距，保留位于一條直線上且間距在一定范圍內的極大值點，其他極大值點及其臨近預設范圍內的點用臨近的極小值點替代；

a3)利用分水嶺分割方法和修正后的極大值點和修正后的極小值點對圖像進行分割。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據獲取的葉子的圖片，獲得葉片大小、葉片顏色、葉片分布均衡度、葉片完整度，包括：

對于通過圖像分割識別出的每個葉子，獲取雙目立體攝像機拍攝的葉片照片，根據葉片的彎曲度、長度、寬度計算出葉片大小，將所有葉片大小的平均值作為葉片大??；

將雙目立體攝像機拍攝的所有葉片照片的R值、G值和B值的平均值分別作為葉片RGB顏色值；

分別待觀測農作物四個方向葉片的數量，將四個方向葉片的數量的方差的平均值作為葉片分布均衡度；

統計距離地面一定高度的每個葉片的完整度，將葉片的完整度的平均值作為葉面完整度。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，識別圖片中農作物的葉片長度、寬度、葉片顏色，并獲取拍攝照片時的光照強度，將葉片長度、寬度、葉片顏色、光照強度輸入神經網絡對其進行訓練。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在1)、2)之間還包括：根據農作物的高度和/或莖稈粗細度，構建對應品種農作物的預設生長曲線。