[發(fā)明專利]批量測(cè)定葉片表型性狀的方法及相關(guān)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211716930.8
• 申請(qǐng)日: 2022-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116105691A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡現(xiàn)鉻;金子倫;黃華宏;趙錦弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C11/00
• 分類號(hào): G01C11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 鄭穎穎

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N批量測(cè)定葉片表型性狀的方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。其中，批量測(cè)定葉片表型性狀的方法包括：獲取包含至少兩張待測(cè)葉片的圖像；圖像包括背景區(qū)域和在背景區(qū)域隨機(jī)分布的至少兩個(gè)葉片區(qū)域；背景區(qū)域與葉片區(qū)域的顏色不同，且葉片區(qū)域中葉片的放置方向隨機(jī)；對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，使葉片區(qū)域的顏色為白色，背景區(qū)域的顏色為黑色，得到二值化的圖像；進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算的處理和閉運(yùn)算的處理，得到待測(cè)圖像；輪廓識(shí)別，得到待測(cè)葉片的輪廓的像素點(diǎn)的坐標(biāo)信息和內(nèi)部的像素點(diǎn)的坐標(biāo)信息；分別計(jì)算至少兩張待測(cè)葉片的面積參數(shù)、周長(zhǎng)參數(shù)、長(zhǎng)度參數(shù)和寬度參數(shù)。能夠批量準(zhǔn)確測(cè)定放置方向隨機(jī)的葉片的長(zhǎng)度參數(shù)和寬度參數(shù)等，效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及植物表型性狀測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種批量測(cè)定葉片表型性狀的方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官。葉片表型形狀是受基因和環(huán)境因素決定或影響的，能夠反映植物結(jié)構(gòu)及組成、植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及結(jié)果的全部物理、生理、生化特征和性狀。葉片表型參數(shù)的分析與育種息息相關(guān)。是眾多關(guān)于估算植物特征參數(shù)模型輸入或輸出的重要參數(shù)，常用在植物生物生化、生理生態(tài)、作物栽培管理與育種等研究和應(yīng)用方面。

對(duì)于葉片表型相關(guān)參數(shù)等的測(cè)定，相關(guān)技術(shù)中存在需要將葉片按照特定方向放置，存在測(cè)量步驟繁瑣，測(cè)量效率低等問(wèn)題。

因此，亟需新的葉片表型性狀的測(cè)定方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提出一種批量測(cè)定葉片表型性狀的方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

基于上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝伺繙y(cè)定葉片表型性狀的方法，包括：

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

對(duì)所述圖像進(jìn)行預(yù)處理，使所述葉片區(qū)域的顏色為白色，所述背景區(qū)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(qū)域的像素具有第一值，背景區(qū)域的像素具有第二值；所述第一值與所述第二值不同；

通過(guò)預(yù)設(shè)形狀和預(yù)設(shè)尺寸的結(jié)構(gòu)元素對(duì)所述二值化的圖像進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算的處理和閉運(yùn)算的處理，以去除所述二值化圖像中的圖像噪點(diǎn)并修復(fù)葉片區(qū)域的葉片破損，得到待測(cè)圖像；

按照第一預(yù)設(shè)順序掃描所述待測(cè)圖像的像素點(diǎn)的像素值，標(biāo)記所述像素點(diǎn)，以使像素點(diǎn)具有標(biāo)記值，得到待測(cè)葉片的輪廓的像素點(diǎn)的坐標(biāo)信息和內(nèi)部的像素點(diǎn)的坐標(biāo)信息；其中，所述待測(cè)葉片的輪廓的像素點(diǎn)的標(biāo)記值與內(nèi)部的像素點(diǎn)的標(biāo)記值不同；所述至少兩張待測(cè)葉片的輪廓的像素點(diǎn)的標(biāo)記值各不相同，且所述至少兩張待測(cè)葉片的內(nèi)部的像素點(diǎn)的標(biāo)記值各不相同；

以第二預(yù)設(shè)順序分別計(jì)算至少兩張待測(cè)葉片的面積參數(shù)、周長(zhǎng)參數(shù)、長(zhǎng)度參數(shù)和寬度參數(shù)；

其中，計(jì)算待測(cè)葉片的面積參數(shù)和周長(zhǎng)參數(shù)包括：根據(jù)像素點(diǎn)的標(biāo)記值確定待測(cè)葉片的輪廓的像素點(diǎn)的第一個(gè)數(shù)、待測(cè)葉片的內(nèi)部的像素點(diǎn)的第二個(gè)數(shù)，和第一個(gè)數(shù)與第二個(gè)數(shù)的和值；根據(jù)所述和值與圖像的單個(gè)像素面積得到待測(cè)葉片的面積參數(shù)；根據(jù)所述第一個(gè)數(shù)與單個(gè)像素長(zhǎng)度得到待測(cè)葉片的周長(zhǎng)參數(shù)；

其中，計(jì)算待測(cè)葉片的長(zhǎng)度參數(shù)和寬度參數(shù)包括：

將待測(cè)葉片的輪廓的各個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)信息保存為二維矩陣，進(jìn)行PCA分析，以使待測(cè)葉片的放置方向?yàn)樨Q直方向或水平方向，得到待測(cè)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(jù)所述第一輪廓的像素點(diǎn)的最大縱坐標(biāo)和最小縱坐標(biāo)的差值與單個(gè)像素的長(zhǎng)度得到待測(cè)葉片的長(zhǎng)度參數(shù)，根據(jù)所述第二輪廓的像素點(diǎn)的最大縱坐標(biāo)和最小縱坐標(biāo)的差值與的單個(gè)像素的長(zhǎng)度得到待測(cè)葉片的寬度參數(shù)。

本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種批量測(cè)定葉片表型性狀的裝置，包括：