[发明专利]一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法

说明书

本发明提供了一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法，属于计算机图像处理技术领域。它解决了现有人工目测小穗数主要是靠人眼去观察计数等问题，一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取小麦图；S2、图像几何校正；S3、单株小麦分割；S4、切割出小麦穗长的有效区域；S5、计算穗长；S6、计算小麦小穗数，本发明具有节省了人力成本和设备成本，大幅的提高了工作效率等优点。

技术领域

本发明属于计算机图像处理技术领域，特别涉及一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法。

背景技术

小麦穗长与小穗数能够快速、直接的反应小麦的产量，是麦穗形态中两个比较重要的两个参数，同时也是育种和新品种鉴定的重要指标，是小麦育种专家比较关心的重要农艺现状。

目前测量小麦穗长主要还是靠人工使用直尺人工定位麦穗的两个端点(颈节点和顶点)进行直接测量的方法，但是在测量过程中费时费力，带有个人主观性，重复性差，数字化程度低，容易产生较大的误差；而人工目测小穗数主要是靠人眼去观察计数，不仅工作量大，费神费力，十分消耗体力，效率低下，客观性和准确性差，受统计人员的主观影响较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取小麦图，图像记录为jpg1；

S2、图像几何校正，获取S1处理结果图jpg1，依次对jpg1进行预处理、圆形检测，获得位置特征；利用透视变换对jpg1进行几何校正，几何校正后的图像记录为jpg2；

S3、单株小麦分割，获取S2的处理结果jpg2，对彩色图像jpg2进行光照补偿处理，使得图像的整体明暗分布均匀，利用大津法OTSU对图像进行二值化处理，利用图像分割技术将单株小麦从二值图中分割出来，记录为jpg3；

S4、切割出小麦穗长的有效区域，获取S3处理结果jpg3，统计jpg3中每一行的前景像素的个数，找到前景像素最多的行号：max_vec，以及前景像素的个数：N，然后从上往下寻找N/2个前景像素的行号，初步确定上面麦芒要切割的位置，初步确定的位置有个别穗不准确，再进行个别穗切割的位置的调整，然后正确的切割掉上面部分的麦芒，然后按照白线的位置在小麦的穗颈节的位置切割小麦，最后将小麦的两侧的麦芒去掉，将结果记录为jpg4；将小麦穗长的有效矩形区域记录为Rect4；

S5、计算穗长，获取S4的处理结果图jpg4，计算jpg4中的最小外接矩形的长宽，将长宽中数值大的作为小麦的穗长，再循环操作计算图jpg2中的所有小麦的穗长；

S6、计算小麦小穗数，获取S4的处理结果矩形区域Rect4，在图jpg2中切割单株的彩色小麦图，将小麦图进行二值化再进行两次的膨胀处理，找到小麦二值图中每行的中点位置，将小麦分成左右两部分，计算二值图中的连通域的个数与局部二值图中的连通域的个数，对连通域个数多的图中的每个连通域均计算最小外接矩形，再计算最小外接矩形的中点位置，将中点位置按照中线分成左右两部分，分别确定左右两边的四个初始点和两个步进距离，按照左上、左下、右上、右下进行打点，最后统计单株小麦的小穗数；在循环遍历所有的小麦，计算出所有的小麦的小穗数。

优选地，所述步骤S1包括：

S1.1、选取特定的背景板，并将小麦放入背景板；

S1.2、利用相机进行拍照取图，图像记录为jpg1，并将图像传递给下一步S2；

所述背景板的底色是黑色，所述背景板的四个角处分别分布有直径为2cm的白色圆，将小麦的穗颈节放在背景板的白线上，小麦的侧视图朝上，并且不超出白色圆的范围。