[发明专利]一种植物叶片无损采集方法

说明书

本发明公开一种植物叶片无损采集方法，利用相机直接对田间的植物叶片进行拍摄，对拍摄的植物叶片图像进行预处理后通过后期对图像的自动校正。与现有技术相比，本发明采集农业作物图像数据时，不需要再将作物进行采摘，避免了对作物生长连续性的破坏。以往使用透视变换对图像进行失真校正时，需要手动输入顶点坐标，本发明采用霍夫变换后再进行透视变换自动检测图像的四个顶点，即两条直线的四个端点。从而实现不需手动输入顶点坐标即可利用透视变换完成对自然环境下采集的植物叶片图像的失真校正。

技术领域

本发明涉图像数据信息采集与处理技术领域，具体说是一种植物叶片无损采集方法。

背景技术

目前，在利用相机在自然环境中采集植物图像数据时，由于摄像系统不能完全地垂直于叶片拍摄，导致采集到的叶片图像发生非线性失真等问题，失真现象不消除，势必影响叶片区域特征的准确性。针对这个问题，人们往往采用的是将植物叶片进行采摘，然后放到暗箱中，进行集中拍摄采集。但大量的对植物叶片进行采摘，会破坏植物的生长连续性。现有技术通常使用透视变换对采集的图像进行失真校正，但是使用透视变换对图像进行失真校正时，需要手动输入顶点坐标，不能批量的处理失真图像数据，耗费人力和时间。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提出一种植物叶片无损采集方法，利用相机直接对田间的植物叶片进行拍摄，对拍摄的植物叶片图像进行预处理后通过后期对图像的自动校正，达到无损采集的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种植物叶片无损采集方法，利用相机直接对田间的植物叶片进行拍摄，对拍摄的植物叶片图像进行预处理后通过后期对图像的自动校正，具体步骤如下：

步骤一、将叶片摆放在模板上，所述模板为底板且其上画有两条有间隔的直线，叶片摆放在两条直线之间，然后用相机进行拍摄采集模板和植物叶片图像记为植物叶片模板图像，然后对植物叶片模板图像预处理，所述预处理是对植物叶片模板图像依次经过灰度化、高斯滤波、二值化处理，得到呈现出明显的黑白效果的图像；

步骤二、对预处理后的植物叶片模板图像进行霍夫变换找出预处理后的植物叶片模板图像上的两条直线的四个顶点坐标；

步骤三、将步骤二找到的四个顶点坐标与植物叶片模板图像上的四个顶点坐标进行匹配，根据四对顶点坐标，利用透视变换算法对采集到的植物叶片图像进行处理和几何校正，得到校正好的植物叶片图像。

进一步，所述步骤一中的灰度化处理的公式为：

f(i,j)＝(R(i,j)+G(i,j)+B(i,j))/3，即在RGB模型中，令R＝G＝B，则彩色表示一种灰度颜色，将彩色图像中的三分量亮度求平均得到灰度值。

进一步，所述步骤一中的高斯滤波的具体操作是：使用5×5的高斯滤波器模板，以模板的中心位置为坐标原点进行取样，对高斯函数进行离散化，将模板在各个位置的坐标带入到高斯函数中，其中x轴水平向右，y轴竖直向下，以离散点上的高斯函数值为权值，对灰度化的图像的每个像素点做邻域内的加权平均，从而消除高斯噪声。

进一步，所述步骤一中二值化的具体操作是：将所有灰度大于或等于阈值的像素被判定为属于特定物体，其灰度值为255表示，否则这些像素点被排除在物体区域以外，灰度值为0，表示背景或者例外的物体区域。

进一步，所述步骤二中的霍夫变换的具体步骤为：预处理结束后设定好霍夫变换要检测的植物叶片模板图像中直线的最短距离d和最大间隔s，然后利用霍夫变换对预处理后的植物叶片模板图像进行直线检测：