[發明專利]便捷式的基于圖像識別的水稻整穗測量方法及其應用

在審

• 申請號: 202211322966.8
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115375694A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 朱旭華;陳渝陽;劉榮利;謝朝明;梁飛;趙飛;周希杰;袁娜朵
• 申請（專利權）人: 浙江托普云農科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/70;G06T7/80;G06T7/90;G06T5/00
• 代理公司: 杭州匯和信專利代理有限公司 33475
• 代理人: 董超

本申請提出了便捷式的基于圖像識別的水稻整穗測量方法及其應用，包括以下步驟：S100、分別獲取水稻的整穗圖像以及水稻分離一次枝梗和二次枝梗后的枝梗圖像；S200、分別對整穗圖像和枝梗圖像進行圖像校正，以得到整穗校正圖和枝梗校正圖，以及換算比例尺；S300、對整穗校正圖做分割得到二值圖，以獲取水稻整穗長及路徑點集；S400、對水稻穗粒識別定位；S500、獲取并區分水稻一次枝梗和二次枝梗的輪廓信息；S600、計算得到水稻一次枝梗和二次枝梗的表型信息以得到整體參數。本申請可以獲得長度、穗粒數等的高精度測量、計數，極大地提高了使用的便捷性，滿足了用戶的高精度要求。

技術領域

本申請涉及植物表型測量技術領域，特別是涉及便捷式的基于圖像識別的水稻整穗測量方法及其應用。

背景技術

水稻是世界上最重要的糧食作物之一。人口的持續增加，對高產量的作物育種提出了新要求。水稻產量由穗數、小穗數、粒形等三個特性來決定，而小穗數與穗分支數密切相關，粒的大小形狀影響產量。水稻穗的發育生長也可用于評估疾病狀態、營養、生長階段等。因此，水稻整穗的表型研究很有必要。然而，對水稻穗數、小穗數、粒形等測量，傳統方法耗時耗力，對穗型的測量提出了新的要求。

現有技術如我司在先專利CN201510323529.1 公開的一種基于圖像處理的作物種子計數方法能準確快速地給種子計數，同時在此分割基礎上可以對種子的大小形狀等參數做測量，但該方法在測量前需要脫?；蛎摎?，破壞了穗結構特征，一級、二級枝梗的信息無法獲取。又如[D. Wu, Z. Guo, J. Ye, H. Feng, J. Liu, G. Chen, J. Zheng, D. Yan,X. Yang, X. Xiong, Q. Liu, Z. Niu, A.P. Gay, J.H. Doonan, L. Xiong, W. Yang,Combining high-throughput micro-CT-RGB phenotyping and genome-wideassociation study to dissect the genetic architecture of tiller growth inrice, J. Exp. Bot. 70 (2019) 545–561]結合X射線成像和可見光成像來區分飽滿與不飽滿小穗，X光在不需要脫殼的情況下能夠測量種子內部結構，但是這里仍需要脫殼，穗結構特性仍然不能得到。

綜上，目前已有的測量設備和測量方法要么在實際使用上不夠便捷，要么是獲取的參數側重點不同。為此，亟待一種便捷式的基于圖像識別的水稻整穗測量方法及其應用，以高效獲取多參數的整穗表型信息。

發明內容

本申請實施例提供了便捷式的基于圖像識別的水稻整穗測量方法及其應用，針對目前技術存在的操作不具有便捷性、參數的全面性準確性欠佳等的問題。

本發明核心技術主要是在特定背景板上，先后分別進行水稻整穗和水稻一次和二次枝梗圖像采集，檢測背景板上標定物并做圖像校正以及比例尺計算，通過整穗分析和枝梗分析，分別獲取整穗長度信息和枝梗長度、穗粒數等相關信息。

第一方面，本申請提供了便捷式的基于圖像識別的水稻整穗測量方法，所述方法包括以下步驟：

S100、分別獲取水稻的整穗圖像以及水稻分離一次枝梗和二次枝梗后的枝梗圖像；

S200、分別對整穗圖像和枝梗圖像進行圖像校正，以得到整穗校正圖和枝梗校正圖，以及換算比例尺；

S300、對整穗校正圖做分割得到二值圖，并對該二值圖進行骨架分析及最短路徑分析，以獲取水稻整穗長及路徑點集；

S400、基于枝梗校正圖對水稻穗粒識別定位；

S500、基于枝梗校正圖獲取并區分水稻一次枝梗和二次枝梗的輪廓信息；

S600、計算得到水稻一次枝梗和二次枝梗的表型信息以得到整體參數和每個枝梗參數。

進一步地，步驟S100中，水稻分離一次枝梗和二次枝梗后的枝梗圖像的具體步驟為：