[发明专利]玉米株型参数测量方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明公开一种玉米株型参数测量方法及系统，方法包括以下步骤：获取玉米植株侧视的图像，将图像进行预分割处理及玉米植株茎秆的矫正处理，得到矫正二值图；对矫正二值图分别进行整体分析和骨架分析，得到玉米植株的整体参数和玉米植株路径；基于矫正二值图和叶片路径确定玉米植株中每个叶片的与茎秆连接处的点及叶片与茎秆的夹角三点，得到玉米植株的叶片参数和茎秆参数，所述茎秆参数包括节间距和茎秆的粗细程度。本发明基于图像技术代替传统手工测量过程对玉米株型指标进行系统化测量，能够一次性获得从整体和局部角度评价株型的多种独立参数，为从不同角度评价玉米株型提供一种高效、便携、准确的手段。

技术领域

本发明涉及植物表型测量技术领域，尤其涉及一种玉米株型参数测量方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

现有技术中，株型分析已经成为现代农业生产中评价种质资源优劣和选择育种方向的基础性依据。即便是在遗传育种成为主流的今天，筛选和选育高产作物品种仍然要以作物株型表现及对应的产量表现作为最终的参考标准。玉米作为全球产量最高的粮食作物，在株型分析上有着巨大的需求。合理的个体株型能够有效提高农田玉米种群的光能截获能力，同时改善种群内竞争关系，为提高群体产量提供可能。越来越大的国内外玉米育种和科研市场对株型分析的效率产生了新的要求，传统的人工测量方法已不能满足目前株型分析的需求，因此，高效获取多参数玉米株型信息的设备亟待研制。

目前已有的表型测量类型可分为大中型表型平台、实验室表型分析仪、移动式表型测量系统和便携式表型测量仪(或APP)。这些平台有的成本高制约大规模使用，有的平台功能存在冗余造成针对性不强，有的便捷性不够影响室外大田使用，有的参数测量侧重点不同。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种玉米株型参数测量方法、系统、装置及存储介质。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种玉米株型参数测量方法，包括以下步骤：

获取玉米植株侧视的图像，将图像进行预分割处理及玉米植株茎秆的矫正处理，得到矫正二值图；

对矫正二值图分别进行整体分析和骨架分析，得到玉米植株的整体参数和玉米植株路径，其中，玉米植株路径包括叶片路经和茎秆路径；

基于矫正二值图和叶片路径确定玉米植株中每个叶片的与茎秆连接处的点及叶片与茎秆的夹角三点，得到玉米植株的叶片参数和茎秆参数，其中，所述叶片参数包括叶片长度、叶片弯曲度及茎叶夹角，所述茎秆参数包括节间距和茎秆的粗细程度。

作为一种可实施方式，所述将图像进行预分割处理及玉米植株茎秆的矫正处理，得到矫正二值图，包括以下步骤：

基于玉米植株侧视的图像获取包含玉米植株的有效区域，对有效区域进行分割处理得到初步结果；

对初步分割结果做断开叶片处理和分割边缘优化处理，得到原始二值图；

对原始二值图做边缘检测，得到边缘图；

边缘图做概率性霍夫变换，得到线段集合；

对线段集合做聚类，对每个聚类基于预设保留若干候选方向；

通过水平投影直方图沿着候选方向选择最佳的旋转方向，获得矫正二值图。

作为一种可实施方式，所述对矫正二值图分别进行整体分析和骨架分析，得到玉米植株的整体参数和玉米植株路径，包括以下步骤：

提取所述矫正二值图最外层的轮廓，得到凸包围点及对应的凸包面积；

基于凸包围点得到外接矩形及最小外接矩形，进而得到玉米植株的整体参数，其中，所述整体参数包括投影面积、凸包面积、外接矩形面积、最小外接矩形面积，长宽比、紧凑度、绿色程度及参考种植密度。