[发明专利]获取稻飞虱高清图像的采集装置及快速拼接方法

说明书

获取稻飞虱高清图像的装置及快速拼接方法，涉及图像处理的技术领域，尤其涉及对稻飞虱的高清图像进行采集和快速图像拼接的技术领域。本发明包括承载昆虫的孔板，将孔板均分为至少四个区域，在每个区域的上方设置一个摄像机，得到四个视场，分别为第一像机对应第一视场、第二像机对应第二视场、第三像机对应第三视场、第四像机对应第四视场；各相邻两个视场之间形成重叠区域。对各个视场的图像进行特征提取；对提取后的图像特征进行配准；对配准后的图像进行单应性矩阵求解；对求解后的图像进行融合与拼接。图像采集覆盖面积广，便于后续拼接，在满足像机景深要求的情况下能够获得清晰的稻飞虱图像。

技术领域

本发明涉及图像处理的技术领域，尤其涉及对稻飞虱的高清图像获取和快速图像拼接的技术领域。

背景技术

稻飞虱是水稻生长过程中常见的害虫之一，如果不对稻飞虱及早进行防治和预测，稻飞虱大量繁衍常会造成水稻等农作物的大幅度减产。稻飞虱是刺吸式害虫，在水稻整个生产过程中，以吸附水稻植株并吸食水稻汁液，造成水稻植株发黄干枯，严重情况下造成水稻植株死亡。我国每年因为稻飞虱病虫害等原因造成水稻减产，同时大量使用农药防治病虫害还会带来一定的农药残留问题。因此，对稻飞虱病虫害进行智能预测和预报，并结合人工智能信息技术预测和预报稻飞虱数量以及迁飞趋势，为农业部门工作人员提供害虫的数据统计信息，对提高农业害虫防治效率，对现代农业的信息化和智能化管理具有重要意义。

稻飞虱种类很多，常见的有褐飞虱、灰飞虱和白背飞虱等，这三种稻飞虱也是我国最常见的类型。稻飞虱体型小，成虫体长大多在3-5mm之间。目前常见的基于机器视觉的虫害采集装置，工业像机一般安装在该装置内，用于夜间对采集装置中使用幼虫灯诱导到底板上的昆虫进行拍照。后续涉及的昆虫数据分析，均源于对现场采集的昆虫图片的分析。在承载昆虫具有固定大小面积的底板上，因为稻飞虱体型小，使用单个像机对稻飞虱拍照，既要考虑到像机拍照视野，又要兼顾像机的分辨率，很难获取理想清晰的稻飞虱图像。如果仅仅考虑使用大分辨率工业像机，又会造成稻飞虱在像机光轴方向上出现由于像机景深不够而导致的离焦模糊现象。工业像机存在景深和分辨率之间的矛盾，即像机分辨率越大景深越小。高分辨率像机拍摄图像清晰，但是像机景深小，容易出现离焦失真；低分辨率像机景深大，不容易出现失焦情况，但是稻飞虱分辨率不够，不能提供清晰的稻飞虱图像，为后续稻飞虱图像检测带来困难。

因此，针对微小目标的工业像机的成像，又尽量节约成本，单个像机对固定区域内的稻飞虱很难获取理想清晰的图像，需要安装合适数量的像机，获取装置底板上的稻飞虱高清图像，然后拼接成完整的底板稻飞虱图像，是进行后续图像数据分析工作的基础。

公布号为CN106454072A，发明名称为：《一种田间稻飞虱图像远程实时采集系统及采集方法》的发明专利，公开了利用图像采集装置、自动控制系统以及远程传输系统进行图像采集和传输的方法，自动控制系统通过控制图像采集装置来采集稻飞虱图像，再通过远程传输系统将采集到的图像发送到远端，能够实时采集处于自然状态下的稻飞虱图像，便于直观了解田间虫情发生情况，并且为科研、教学及生产实践提供了自然昆虫数字图像。

公布号为CN110175599A，发明名称为：《一种稻飞虱病虫害图像自动识别与预报系统》的发明专利，公开了包括田间信息采集装置、图像处理系统、识别系统、分析系统及预警系统；田间信息采集装置分布设置在稻田间；田间信息采集装置上设有诱虫灯及同步摄像头；图像处理系统内设有用以去除图像棱角及噪点的平滑去噪模块、用以提取有效图像的轮廓提取模块、用以完善照片轮廓的轮廓补充模块及用以合并分析图片的图像合并处理模块；识别系统设有可输入和可识别昆虫信息的输入模块及识别模块；分析系统内至少设有三个等级的预警级别；预警系统通过无线通信模块连接稻田监测人员的手机。装置结构简单，实用性强，可对稻飞虱虫害进行及时发现和预警，避免虫害集中爆发。

上述两件专利申请都存在如下问题：单个图像采集装置的采集区间有限，又由于稻飞虱体型较小，单个像机分辨率和像机拍摄视野存在矛盾，没办法使图像采集系统获取更详实的、具有较大像机拍摄视野的、能客观反映实际稻飞虱数量的数据。