[發明專利]一種高精度的農田植被信息提取方法

在審

• 申請號: 202111001811.X
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113920441A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 劉大召;劉秋斌;郭碧峰;李卓
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06V10/40;G06V10/764
• 代理公司: 重慶信必達知識產權代理有限公司 50286
• 代理人: 劉竹

1.一種高精度的農田植被信息提取方法，其特征是：具體包括以下步驟：

S1、采集數據，利用無人機采集農田原始圖像；

S2、對步驟S1采集的農田原始圖像進行平場校正處理；

S3、將步驟S2中平場校正處理后的圖像數據導入Pix4Dmapper或ENVI軟件中，根據研究區域進行圖像的拼接和裁剪；

S4、利用目視解譯法將圖像數據標定標簽，并將其通過數據增強、圖像切割的預處理方式，制定神經網絡數據集；

S5、構建并訓練Unet神經網絡模型，將神經網絡數據集代入Unet神經網絡模型中進行訓練，根據訓練結果調整超參數，并進行精度評價，得到提取效果最佳的模型；

S6、保存模型，將待識別的無人機采集的農田圖像輸入保存的模型中，得到提取的農田植被紋理、空間分布信息結果。

2.根據權利要求1所述的一種高精度的農田植被信息提取方法，其特征是：步驟S2中對農田原始圖像進行平場校正處理的具體方法為：

A、獲取系統的暗本底圖像B(x，y)，將相機的快門時間設置為1/8000s，拍取10張圖像，并對這批10張圖像內的像素值取中值,輸出的圖像作為暗本底圖像B(x，y)，然后通過以下公式(1)：

求出求暗本底圖像B(x，y)所有像素點的灰度值，其中W，H分別為圖像的寬和高；

B、通過均勻光場成像獲得平場圖像F(x，y)，將快門曝光時間設置3s，將一束接近日光的飽和光源射入積分球中，球壁內部漫反射均勻，從出光口射出均勻度高的均勻光照于無人機CMOS的傳感器上，拍取10張圖像并對該10張圖像的像素值取中值，獲得平場圖像F(x，y)，求出平場圖像F(x，y)各個像素點所對應的光照水平，計算公式如下公式(2)：

然后，再求所有像素點的平均光照水平，如下公式(3)：

C、采用相對標定的方法用于圖像的校正，校正后的圖像可由以下公式(4)表示：

3.根據權利要求1所述的一種高精度的農田植被信息提取方法，其特征是：步驟S5中Unet神經網絡模型中進行訓練過程中，采用平均像素精度和平均交并比作為分類結果評價指標，平均像素精度表示為標簽中每一類目標被正確分類的像素數量與標簽中該類像素數量的比值，最后對所有類求平均值，計算公式為：

平均交并比公式為：

設共有k+1個類，包含一個空類或背景，其中，p_ii表示第i類被正確分為第i類的像素數量；p_ij表示第i類但被分為第j類的像素數量；p_ji表示第j類但被分為第i類的像素數量。