[發明專利]批量測定葉片表型性狀的方法及相關設備

在審

• 申請號: 202211716930.8
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116105691A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 胡現鉻;金子倫;黃華宏;趙錦弘
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 鄭穎穎

1.一種批量測定葉片表型性狀的方法，其特征在于，包括：

獲取包含至少兩張待測葉片的圖像；所述圖像包括背景區域和在所述背景區域隨機分布的至少兩個葉片區域；所述背景區域與所述葉片區域的顏色不同，且所述葉片區域中葉片的放置方向隨機；

對所述圖像進行預處理，使所述葉片區域的顏色為白色，所述背景區域的顏色為黑色，得到二值化的圖像；所述二值化的圖像中，葉片區域的像素具有第一值，背景區域的像素具有第二值；所述第一值與所述第二值不同；

通過預設形狀和預設尺寸的結構元素對所述二值化的圖像進行開運算的處理和閉運算的處理，以去除所述二值化圖像中的圖像噪點并修復葉片區域的葉片破損，得到待測圖像；

按照第一預設順序掃描所述待測圖像的像素點的像素值，標記所述像素點，以使所述像素點具有標記值，得到待測葉片的輪廓的像素點的坐標信息和內部的像素點的坐標信息；其中，所述待測葉片的輪廓的像素點的標記值與內部的像素點的標記值不同；所述至少兩張待測葉片的輪廓的像素點的標記值各不相同，且所述至少兩張待測葉片的內部的像素點的標記值各不相同；

以第二預設順序分別計算至少兩張待測葉片的面積參數、周長參數、長度參數和寬度參數；

其中，計算待測葉片的面積參數和周長參數包括：根據像素點的標記值確定待測葉片的輪廓的像素點的第一個數、待測葉片的內部的像素點的第二個數，和第一個數與第二個數的和值；根據所述和值與圖像的單個像素面積得到待測葉片的面積參數；根據所述第一個數與單個像素長度得到待測葉片的周長參數；

其中，計算待測葉片的長度參數和寬度參數包括：

將待測葉片的輪廓的各個像素點的坐標信息保存為二維矩陣，進行PCA分析，以使待測葉片的放置方向為豎直方向或水平方向，得到待測葉片在豎直方向的第一輪廓和葉片在水平方向的第二輪廓；

根據所述第一輪廓的像素點的最大縱坐標和最小縱坐標的差值與單個像素的長度得到待測葉片的長度參數，根據所述第二輪廓的像素點的最大縱坐標和最小縱坐標的差值與的單個像素的長度得到待測葉片的寬度參數。

2.根據權利要求1所述的批量測定葉片表型性狀的方法，其特征在于，所述按照第一預設順序掃描所述待測圖像的像素點的像素值，標記所述像素點，以使所述像素點具有標記值，得到待測葉片的輪廓的像素點的坐標信息和內部的像素點的坐標信息包括：

以第一預設順序掃描所述待測圖像，將掃描到的第一個具有第一值的像素點設置為第一輪廓點，并更新所述第一輪廓點的值為第一標記值；所述第一標記值大于所述第一值；

以第一輪廓點為第一中心，并以在第一預設順序中與所述第一輪廓點最近的像素點為第一起點，以順時針依次讀取第一輪廓點的周圍像素點的像素值，設置具有第二值的周圍像素點為第一外部點，設置第一個具有第一值的周圍像素點為第二輪廓點，并更新所述第二輪廓點的值為第一標記值；

以第二輪廓點為第二中心，并以在順時針方向與所述第二輪廓點最近的第一外部點為第二起點，順時針依次讀取所述第二輪廓點的周圍像素點的像素值，設置具有第二值的周圍像素點為第二外部點，設置第一個值大于或等于第一值的周圍像素點為第三輪廓點；

判斷所述第三輪廓點的值，當所述第三輪廓點的值為所述第一標記值時，確定第一輪廓點、第二輪廓點和第三輪廓點為第一待測葉片的輪廓點；

繞所述第一輪廓點順時針依次讀取周圍像素點的像素值，將具有第一值的相鄰像素點的值更新為第二標記值，將所有具有第二標記值的像素點作為第一待測葉片的內部的像素點；

以所述第一預設順序掃描所述待測圖像中未被識別的區域，重復上述步驟，得到待測圖像中剩余待測葉片的輪廓的像素點的坐標信息和內部的像素點的坐標信息。

3.根據權利要求2所述的批量測定葉片表型性狀的方法，其特征在于，所述判斷所述第三輪廓點的值的步驟中還包括，

當所述第三輪廓點的值為第一值時，返回所述以第二輪廓點為第二中心的步驟中，以所述第三輪廓點為更新后的第二中心，以與所述第三輪廓點最近的第二外部點為更新后的第二起點，得到更新后的第三輪廓點，直至更新后的第三輪廓點的值為所述第一標記值，確定第一輪廓點、第二輪廓點、第三輪廓點和更新后的第三輪廓點為第一待測葉片的輪廓點。