一种基于无人机遥感影像的玉米出苗率计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于无人机遥感影像的玉米出苗率计算方法及装置，该方法包括：对全局育种玉米植株航拍影像，进行超绿特征灰度运算和二值化处理，得到二值图像；对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对所述二值图像条分别在单棵育种玉米植株方向上进行投影，得到对应的直方图；计算每个所述直方图各投影点的灰度累加值的平均值，并比较所述平均值和所述各投影点的灰度累加值，确定全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；根据全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。本发明专利技术实现了省力、高效和精确的育种玉米植株出苗率计算。

Method and device for calculating germination rate of Maize Based on remote sensing image of unmanned aerial vehicle

The present invention provides a method and a device for calculating the rate of UAV Remote Sensing Images Based on the emergence of corn, breeding methods include: images of global maize aerial, super green feature gray operation and binarization processing, get the two value image; on the two value image, respectively, separating each ridge breeding of Maize plants get the corresponding two value image, and on the two value image respectively in single tree breeding of maize plant direction projection, get the corresponding histogram; calculating the average gray level of each of the cumulative histogram of each projection point value, and compare the average cumulative gray value and the projection the value, to determine the global breeding maize plant aerial images contained in the breeding of maize plant number; according to the overall Breeding Maize Seeds number within the range of aerial images and images contained in the breeding of Maize The number of plants was calculated and the rate of seedling emergence of the breeding maize was calculated. The invention realizes the labor-saving, efficient and accurate breeding rate calculation of corn plants.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机遥感影像的玉米出苗率计算方法及装置
本专利技术涉及植株种植
，更具体地，涉及一种基于无人机遥感影像的玉米出苗率计算方法及装置。
技术介绍
田间庄稼的种子出苗率是评价种子质量的一个基本且关键的指标。较高的出苗率是获得高产农产品的前提，也是种子是否适合推广播种的一个重要参考因数。目前，对于田间种子出苗率的计算方式主要为，将通过人工下田统计的出苗的育种玉米植株数目与播下的种子数目相比，得出种子出苗率。对于大面积的田间种植，在出苗的育种玉米植株数目的统计过程中，耗费人力过多，工作效率过低，且统计数目易出现差错，影像出苗率的计算精度。因此，急需一种省力、高效、精确计算出苗率的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种玉米出苗率计算方法及装置，以克服在出苗的育种玉米植株数目的统计过程中耗费人力过多，工作效率过低，且统计数目易出现差错，影像出苗率的计算精度的问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种玉米出苗率计算方法，包括：步骤1，对全局育种玉米植株航拍影像，进行超绿特征灰度运算得到灰度图像，并对所述灰度图像进行二值化处理，得到二值图像；步骤2，对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对所述二值图像条分别在单棵育种玉米植株方向上进行投影，得到对应的直方图；步骤3，计算每个所述直方图各投影点的灰度累加值的平均值，并比较所述平均值和所述各投影点的灰度累加值，确定对应的所述二值图像条中所含育种玉米植株数目，并根据所述育种玉米植株数目，计算所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；步骤4，根据所述全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。根据本专利技术的另一个方面，提供一种玉米出苗率计算装置，包括：预处理模块，对全局育种玉米植株航拍影像，进行超绿特征灰度运算得到灰度图像，并对所述灰度图像进行二值化处理，得到二值图像；分割投影模块，对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对所述二值图像条分别在单棵育种玉米植株方向上进行投影，得到对应的直方图；比较计算模块，计算每个所述直方图各投影点的灰度累加值的平均值，并比较所述平均值和所述各投影点的灰度累加值，确定对应的所述二值图像条中所含育种玉米植株数目，并根据所述育种玉米植株数目，计算所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；出苗率计算模块，用于根据全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。本专利技术提出的玉米出苗率计算方法，通过对全局育种玉米植株航拍影像的超绿特征灰度运算、二值化处理、分割和投影，得到多个便于统计育种玉米植株数目的直方图；通过将每个直方图中的灰度累加值和其平均值的比较，找到灰度累加值连续大于平均值的投影区域，认为该区域存在一个育种玉米植株，以确定每个直方图对应的二值图像条中所含育种玉米植株数目，进而确定全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；通过全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。该方法无需人力下田统计，节省了人力，通过采用计算机实现全局育种玉米植株航拍影像的处理和计算，使得计算效率较高且计算精度也较高。附图说明图1为根据本专利技术实施例的玉米出苗率计算方法流程图；图2为根据本专利技术实施例的玉米出苗率计算装置示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，根据本专利技术的一个方面，提供一种玉米出苗率计算方法，包括：步骤1，对全局育种玉米植株航拍影像，进行超绿特征灰度运算得到灰度图像，并对所述灰度图像进行二值化处理，得到二值图像；步骤2，对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对所述二值图像条分别在单棵育种玉米植株方向上进行投影，得到对应的直方图；步骤3，计算每个所述直方图各投影点的灰度累加值的平均值，并比较所述平均值和所述各投影点的灰度累加值，确定对应的所述二值图像条中所含育种玉米植株数目，并根据所述育种玉米植株数目，计算所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；步骤4，根据所述全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。在本实施例中，具体地，步骤1，通过将全局育种玉米植株航拍影像中较绿部分各像素点的RGB值按一定规则计算得到灰度值，将全局育种玉米植株航拍影像中其他部分灰度值置0，得到灰度图像，使得育种玉米植株和背景基本区别开来。进一步，步骤1，根据所述灰度图像采用最佳阈值获取算法，获取最佳阈值，并根据该最佳阈值对所述灰度图像进行二值化处理，将小于最佳阈值的灰度值置0，大于或等于最佳阈值的灰度值置1，得到二值图像，将育种玉米植株和背景明显区分开来，以便于后续从二值图像中分割出每一垄育种玉米植株。在本实施例中，对于从二值图像中分割的任意一个包含一垄育种玉米植株的二值图像条，该二值图像条对应矩阵为w列h行。步骤2，通过将该二值图像条在单棵育种玉米植株方向上，即对二值图像条对应矩阵按列，进行投影，得到直方图。具体地，将投影点处单棵育种玉米植株方向上，背景灰度值和/或育种玉米植株灰度值进行叠加，即将二值图像条对应矩阵列方向上的值相加。具体计算过程如下：其中，s(j)为投影点处灰度值累加值，gray(i,j)为二值图像条上位于(i,j)处的像素点的灰度值，j＝1,2,...,w。由此可知，投影点处单棵育种玉米植株方向上灰度累加值越小，背景占比越大，投影点处单棵育种玉米植株方向上灰度累加值越大，育种玉米植株占比越大。在本实施例中，具体地，对于从二值图像中分割的每一个二值图像条对应的直方图，步骤3，通过计算直方图各投影点处灰度累加值的平均值，并将所述平均值分别与所述各投影点灰度累加值进行比较，找到灰度累加值连续大于平均值的投影区域，认为该区域存在一个育种玉米植株，进而确定对应的所述二值图像条中所含育种玉米植株数目。平均值m计算公式如下：进一步，将各二值图像条分别包含的育种玉米植株数目求和，得到全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目。进而后续可以根据全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。本专利技术提出的玉米出苗率计算方法，通过对全局育种玉米植株航拍影像的处理和计算得到育种玉米植株出苗率，无需人力下田统计，节省了人力，通过采用计算机实现全局育种玉米植株航拍影像的处理和计算，使得计算效率较高且计算精度也较高。作为一种可选实施例，在步骤1之前还包括：对多张育种玉米植株航拍影像利用航拍影像处理系统进行拼接，得到所述全局育种玉米植株航拍影像，将所述全局育种玉米植株航拍影像采用颜色空间模型表示为对应的三维矩阵。在本实施例中，具体地，育种玉米植株航拍过程中，对于大面积的田地，由于拍摄相机的拍摄范围有限且拍摄图像清晰度不可过低，需通过拍摄多张育种玉米植株航拍影像方可获取田间所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米出苗率计算方法，其特征在于，包括：步骤1，对全局育种玉米植株航拍影像进行超绿特征灰度运算，得到灰度图像，对所述灰度图像进行二值化处理，得到二值图像；步骤2，对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对所述二值图像条分别在单棵育种玉米植株方向上进行投影，得到对应的直方图；步骤3，计算每个所述直方图各投影点的灰度累加值的平均值，并比较所述平均值和所述各投影点的灰度累加值，确定对应的所述二值图像条中所含育种玉米植株数目，并根据所述育种玉米植株数目，计算所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；步骤4，根据所述全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。

【技术特征摘要】
1.一种玉米出苗率计算方法，其特征在于，包括：步骤1，对全局育种玉米植株航拍影像进行超绿特征灰度运算，得到灰度图像，对所述灰度图像进行二值化处理，得到二值图像；步骤2，对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对所述二值图像条分别在单棵育种玉米植株方向上进行投影，得到对应的直方图；步骤3，计算每个所述直方图各投影点的灰度累加值的平均值，并比较所述平均值和所述各投影点的灰度累加值，确定对应的所述二值图像条中所含育种玉米植株数目，并根据所述育种玉米植株数目，计算所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目；步骤4，根据所述全局育种玉米植株航拍影像范围内播撒种子数和所述全局育种玉米植株航拍影像中所含育种玉米植株数目，计算所述育种玉米植株出苗率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1之前还包括：对多张育种玉米植株航拍影像利用航拍影像处理系统进行拼接，得到所述全局育种玉米植株航拍影像，将所述全局育种玉米植株航拍影像采用颜色空间模型表示为对应的三维矩阵。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多张育种玉米植株航拍影像为采用携带可见光照相机的无人机拍摄所得。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：对所述全局育种玉米植株航拍影像对应的所述三维矩阵，进行超绿特征灰度运算合并为二维矩阵；其中，所述二维矩阵可表示为灰度图像。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：对所述二维矩阵，根据合适的阈值进行图像二值化...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏伟，张蕊，吴代英，刘哲，张明政，朱德海，黄健熙，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11