一种叶面积的测量方法技术

一种叶面积的测量方法，它包括以下步骤：首先对目标树叶的叶面进行图像采集；对采集到的图像进行图像处理，图像处理包括正规化、平滑化、二值化、噪音消除的处理；对经过处理的图像进行叶面积的计算；将计算的结果、数据传给人机交互装置。本发明专利技术能解决采用现有方法对叶面积进行测量时，测量精度不高且无法处理虫洞对测量结果有影响的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于面积测量方法领域，尤其涉及。
技术介绍
叶片作为植物生态系统与大气接触的主要界面之一，它不仅是植物进行光合作用的物质基础，是植物制造营养物质的“绿色工厂”，还是植物蒸腾作用的媒介。其面积的大小不仅是评价植物的生长发育、产量形成和品种特性重要指标，也是对作物进行合理的栽培管理以及病虫害发生发展监测的重要手段，因而叶面积在研究植物的生理生化、遗传育种、作物栽培等方面有着不可替代的地位。在作物栽培中，常用叶面积指数来衡量作物群体的生长状况，并以此作为确定栽培措施的参考指标;此外，测定害虫食叶面积是研究害虫危害损失的重要内容。因此，准确的测量出树叶的面积，对于制定合理的栽培管理模式和修整枝叶方法，确定化肥、农药施用强度有重要的意义。目前主要使用的是人工测量法和仪器测量法。人工测量法主要包括:坐标纸法、称重法(打孔称重法和纸板称重法)、回归分析法以及系数法等。仪器测量法主要有求积仪法和叶面积仪法。纸板称重法和坐标纸法测量工作量大，难以大量测定，人为因素较大且精度不高。打孔称重法因打孔部位厚度、含水量不同，因此孔的单位重量面积无法代替叶的单位重量面积，故常导致精度有限。叶面积仪法测量方便，速度快，但由于常见的手持式叶面积仪大都是半自动仪器，测量时一般要求叶片垂直均匀地通过扫描区，而这种要求在测量时一般无法完全满足。并且这种叶面积仪一般无法处理好虫洞的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的叶面积的测量方法，它能解决采用现有方法对叶面积进行测量时，测量精度不高且无法处理虫洞对测量结果有影响的问题。专利技术的目的是这样实现的:—种叶面积的测量方法，它包括以下步骤:I)首先对目标树叶的叶面进行图像采集；2)对采集到的图像进行图像处理，图像处理包括正规化、平滑化、二值化、噪音消除的处理；3)对经过处理的图像进行叶面积的计算；4)将计算的结果、数据传给人机交互装置；在步骤I中，通过图像感应装置和叶片传送装置配合完成目标树叶的叶面采集工作；在步骤3中，首先选出经过处理后的图像的中心像素点；然后将选出的中心像素点与周围几个像素点进行RGB颜色比对;若RGB信息一致则将选出的点与原中心像素点作为下一次比对的中心像素点;再重复颜色比对直至找不出RGB信息一致的像素点，并统计叶片内的像素点的个数N，每个像素点的面积是固定的，记为m，则叶片总面积为S = N*m。上述图像感应装置包括线阵CCD扫描模块，叶片传送模块包括控制芯片、步进式电动机、齿轮、轴承和柔性滚轮。上述叶片传送模块包括单片机控制模块。在步骤2和步骤3中，通过单片机模块对图像进行处理和计算。上述单片机的型号为HT66F50。上述人机交互装置包括数据输入模块和数据显示模块，数据输入模块包括USB数据接口，数据显示模块包括触摸显示屏。采用上述方法和设备时，能以较高的效率得到叶面的面积，而且能克服叶片上存在虫洞时，对测量结果有较大影响的问题。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明:图1为本专利技术中装置的结构示意图；图中:液晶显示屏I，挡板与主机的连接轴2，调节弹簧(主要是根据叶片厚度调节挡板与主机间的距离)3，扫描仪4，滚轮5，步进电机6。【具体实施方式】—种叶面积的测量方法，它包括以下步骤:I)首先对目标树叶的叶面进行图像采集；2)对采集到的图像进行图像处理，图像处理包括正规化、平滑化、二值化、噪音消除的处理；3)对经过处理的图像进行叶面积的计算；4)将计算的结果、数据传给人机交互装置；在步骤I中，通过图像感应装置和叶片传送装置配合完成目标树叶的叶面采集工作；在步骤3中，首先选出经过处理后的图像的中心像素点；然后将选出的中心像素点与周围几个像素点进行RGB颜色比对;若RGB信息一致则将选出的点与原中心像素点作为下一次比对的中心像素点;再重复颜色比对直至找不出RGB信息一致的像素点，并统计叶片内的像素点的个数N，每个像素点的面积是固定的，记为m，则叶片总面积为S = N*m。所述图像感应装置包括线阵CCD扫描模块，叶片传送模块包括控制芯片、步进式电动机、齿轮、轴承和柔性滚轮。所述叶片传送模块包括单片机控制模块。在步骤2和步骤3中，通过单片机模块对图像进行处理和计算。所述单片机的型号为HT66F50。所述人机交互装置包括数据输入模块和数据显示模块，数据输入模块包括USB数据接口，数据显示模块包括触摸显示屏。调节弹簧2作用是根据叶片厚度调节挡板与主机间的距离；采用上述结构，使用时，首先，按住挡板最右端，打开挡板，放入叶片，放下挡板，通过步进电机6驱动滚轮5转动使叶片完全穿过主机，然后通过扫描仪4对图像进行扫描。【主权项】1.，其特征在于:它包括以下步骤: 1)首先对目标树叶的叶面进行图像采集； 2)对采集到的图像进行图像处理，图像处理包括正规化、平滑化、二值化、噪音消除的处理； 3)对经过处理的图像进行叶面积的计算； 4)将计算的结果、数据传给人机交互装置；在步骤I中，通过图像感应装置和叶片传送装置配合完成目标树叶的叶面采集工作；在步骤3中，首先选出经过处理后的图像的中心像素点；然后将选出的中心像素点与周围几个像素点进行RGB颜色比对;若RGB信息一致则将选出的点与原中心像素点作为下一次比对的中心像素点;再重复颜色比对直至找不出RGB信息一致的像素点，并统计叶片内的像素点的个数N，每个像素点的面积是固定的，记为m，则叶片总面积为S = N*m。2.根据权利要求1所述的叶面积的测量方法，其特征在于:所述图像感应装置包括线阵CCD扫描模块，叶片传送模块包括控制芯片、步进式电动机、齿轮、轴承和柔性滚轮。3.根据权利要求2所述的叶面积的测量方法，其特征在于:所述叶片传送模块包括单片机控制模块。4.根据权利要求1所述的叶面积的测量方法，其特征在于:在步骤2和步骤3中，通过单片机模块对图像进行处理和计算。5.根据权利要求3或4所述的叶面积的测量方法，其特征在于:所述单片机的型号为HT66F50。6.根据权利要求1所述的叶面积的测量方法，其特征在于:所述人机交互装置包括数据输入模块和数据显示模块，数据输入模块包括USB数据接口，数据显示模块包括触摸显示屏。【专利摘要】，它包括以下步骤：首先对目标树叶的叶面进行图像采集；对采集到的图像进行图像处理，图像处理包括正规化、平滑化、二值化、噪音消除的处理；对经过处理的图像进行叶面积的计算；将计算的结果、数据传给人机交互装置。本专利技术能解决采用现有方法对叶面积进行测量时，测量精度不高且无法处理虫洞对测量结果有影响的问题。【IPC分类】G01B11/28【公开号】CN105571532【申请号】CN201610002353【专利技术人】赵乔, 董晓华, 喻丹, 刘潇钧, 李璐, 方燕琴, 苏欢, 姚着喜, 郭梁锋, 李国翔, 杨芝辰, 唐慧雅 【申请人】三峡大学【公开日】2016年5月11日【申请日】2016年1月1日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶面积的测量方法，其特征在于：它包括以下步骤：1)首先对目标树叶的叶面进行图像采集；2)对采集到的图像进行图像处理，图像处理包括正规化、平滑化、二值化、噪音消除的处理；3)对经过处理的图像进行叶面积的计算；4)将计算的结果、数据传给人机交互装置；在步骤1中，通过图像感应装置和叶片传送装置配合完成目标树叶的叶面采集工作；在步骤3中，首先选出经过处理后的图像的中心像素点；然后将选出的中心像素点与周围几个像素点进行RGB颜色比对；若RGB信息一致则将选出的点与原中心像素点作为下一次比对的中心像素点；再重复颜色比对直至找不出RGB信息一致的像素点，并统计叶片内的像素点的个数N，每个像素点的面积是固定的，记为m，则叶片总面积为S＝N*m。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乔，董晓华，喻丹，刘潇钧，李璐，方燕琴，苏欢，姚着喜，郭梁锋，李国翔，杨芝辰，唐慧雅，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42