用于在作物图像中检测马铃薯病毒的方法、介质和系统技术方案

一种在描绘至少一个马铃薯植物的作物图像中检测马铃薯病毒的方法包括：将作物图像存储在存储器中；识别作物图像的描绘马铃薯植物叶片的第一区域；识别第一区域内的多个边缘；基于位于作物图像的在第一区域中的图像片段内的边缘，确定该图像片段是否满足指示病毒引起的叶片折痕症状的一个或多个叶片折痕标准；确定该图像片段是否满足指示病毒引起的变色症状的一个或多个颜色标准；以及基于该图像片段是否满足叶片折痕标准和颜色标准中的一个或多个来确定该片段是否显示马铃薯病毒的症状。一种系统和计算机可读介质也被公开了。

Method, Medium and System for Detecting Potato Virus in Crop Images

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在作物图像中检测马铃薯病毒的方法、介质和系统
本申请涉及用于在作物图像中检测马铃薯病毒的方法、介质和系统。
技术介绍
近年来，诸如马铃薯病毒Y的马铃薯病毒对世界各地的马铃薯作物具有破坏性影响。据报道，受感染的马铃薯农田可能最终导致10％至100％的产量损失。马铃薯病毒通常通过蚜虫载体传播，所述蚜虫载体从受感染的植物中获得病毒并将病毒传播到后来以其为食的健康植物上。通过田间对受感染的植物做去劣处理可以减轻病毒的传播。但是，在大型农田中寻找受感染的植物可能具有挑战性且耗时。
技术实现思路
在一个方面中，本公开涉及一种在作物图像中检测马铃薯病毒的方法，所述作物图像描绘至少一个马铃薯植物。所述方法包括：将所述作物图像存储在存储器中；通过处理器识别所述作物图像的第一区域，所述第一区域描绘马铃薯植物叶片，其中所述第一区域不包括所述作物图像的第二区域，所述第二区域描绘非叶片图像；通过所述处理器识别所述第一区域内的多个边缘；通过所述处理器，基于位于所述作物图像的在所述第一区域中的图像片段内的边缘，确定所述图像片段是否满足一个或多个叶片折痕标准，其中所述叶片折痕标准指示所述病毒引起的叶片折痕的症状；通过所述处理器确定所述图像片段是否满足一个或多个颜色标准，所述颜色标准指示所述病毒引起的变色的症状；以及通过所述处理器，基于所述图像片段是否满足所述叶片折痕标准和所述颜色标准中的一个或多个，确定所述片段是否显示马铃薯病毒的症状。在另一方面中，本公开涉及一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括可由处理器执行的指令，其中所述指令在被执行时将所述处理器配置为：将所述作物图像存储在存储器中；识别所述作物图像的第一区域，所述第一区域描绘马铃薯植物叶片，其中所述第一区域不包括所述作物图像的第二区域，所述第二区域描绘非叶片图像；识别所述第一区域内的多个边缘；基于位于所述作物图像的在所述第一区域中的图像片段内的边缘，确定所述图像片段是否满足一个或多个叶片折痕标准，其中所述叶片折痕标准指示马铃薯病毒引起的叶片折痕的症状；确定所述图像片段是否满足一个或多个颜色标准，所述颜色标准指示所述病毒引起的变色的症状；以及基于所述图像片段是否满足所述叶片折痕标准和所述颜色标准中的一个或多个，确定所述片段是否显示马铃薯病毒的症状。在另一方面，本公开涉及一种用于在包含马铃薯植物的作物图像中检测马铃薯病毒的系统，所述系统包括：存储器，其存储计算机可读指令和作物图像；以及处理器，配置为执行所述计算机可读指令，所述计算机可读指令将所述处理器配置为：将所述作物图像存储在存储器中；识别所述作物图像的第一区域，所述第一区域描绘马铃薯植物叶片，其中所述第一区域不包括所述作物图像的第二区域，所述第二区域描绘非叶片图像；识别所述第一区域内的多个边缘；基于位于所述作物图像的在所述第一区域中的图像片段内的边缘，确定所述图像片段是否满足一个或多个叶片折痕标准，其中所述叶片折痕标准指示所述病毒引起的叶片折痕的症状；确定所述图像片段是否满足一个或多个颜色标准，所述颜色标准指示所述病毒引起的变色的症状；以及基于所述图像片段是否满足所述叶片折痕标准和所述颜色标准中的一个或多个，确定所述片段是否显示马铃薯病毒的症状。附图说明图1示出根据实施例的系统的示意图；图2是示出在作物图像中检测马铃薯病毒的方法的流程图；图3是示出在作物图像中识别马铃薯植物叶片的方法的流程图；图4是作物图像的示例；图5示出了图4的作物图像的品红色通道；图6是基于图5的品红色通道的二值图像；图7是扩展后的图6的二值图像；图8是基于图7的扩展后图像的基于品红色通道的图像掩模；图9是在掩蔽非叶片区域后的图4的作物图像；图10是描绘在图4的作物图像中检测到的边缘的图像；图11是识别满足边缘标准的图像片段的图像；图12是识别满足线标准的图像片段的图像；图13是识别满足轮廓标准的图像片段的图像；图14是识别满足颜色标准的图像片段的图像；以及图15是识别满足边缘标准、线标准、轮廓标准和颜色标准中的至少一个的图像片段的图像。具体实施例在本申请中描述了许多实施例，并且仅出于说明性目的而呈现。所描述的实施例无意在任何意义上进行限制。如从本文的公开内容显而易见的，本专利技术可广泛应用于许多实施例。本领域技术人员将认识到，在不脱离本文公开的教导的情况下，可以通过修改和变更来实践本专利技术。尽管可以参考一个或多个特定实施例或附图来描述本专利技术的特定特征，但是应该理解，这些特征不限于在参照其描述的一个或多个特定实施例或附图中的使用。除非另有明确说明，否则术语“实施例”、“实施方式”、“多个实施例”、“该实施例”、“这些实施例”、“一个或多个实施例”、“一些实施例”以及“一个实施例”意味着“本专利技术的一个或多个(但不是全部)实施例”。除非另有明确说明，否则术语“包括”、“包含”及其变体意味着“包括但不限于”。除非另有明确说明，否则项目列表并不意味着任何项目或所有项目是互斥的。除非另有明确说明，否则术语“一”、“一个”和“该”意味着“一个或多个”。尽管在本公开内容和权利要求中可以按顺序描述或列出方法步骤，但是这些方法可以配置为按可变的顺序工作。换句话说，可描述的任何步骤序列或步骤顺序不一定表示要求以该顺序执行步骤。可以以任何实际的顺序执行本文描述的方法步骤。此外，可以同时执行一些步骤，以及可以省略一些步骤。用于检测马铃薯病毒的已知方法包括将物理植物样品送到实验室进行测试。收集和运送样品以及等待结果的时间可能会引起延迟，这导致病毒的进一步传播。此外，对于大型农田，收集、运送和花钱测试足够的样本以在整个种植园中可靠地检测马铃薯病毒可能是不切实际的。本文公开的实施例涉及基于马铃薯病毒检测的图像。这可以为基于实验室的针对马铃薯病毒的马铃薯作物测试提供快速、准确且不贵的替代方案。在本公开的实施例中，马铃薯病毒是马铃薯花叶病毒。在本公开的各种实施例中，马铃薯病毒是马铃薯病毒X(PVX)、马铃薯病毒S(PVS)、马铃薯病毒M(PVM)、马铃薯病毒Y(PVY)或马铃薯病毒A(PVA)，或两种或更多种此类病毒的组合。通过概观的方式，捕获包含植物(例如，马铃薯植物)的作物田(例如包括温室中的作物田)的作物图像以供分析。例如，安装在农场设备(例如联合收割机)上的空中无人机或相机可用于捕获作物图像。计算机处理器对作物图像操作和分析马铃薯病毒的可见症状，例如叶片折痕和叶片变色。基于检测到的症状的严重性，处理器识别作物图像是否包含受感染的植物，例如受感染的马铃薯植物。利用该信息，对识别出的植物(例如识别出的马铃薯植物)可做去劣处理以减轻病毒的传播。本公开的马铃薯病毒可以感染植物，例如，茄科植物，诸如马铃薯植物之类。因此，在各种实施例中，本公开的方法、计算机可读介质和系统涉及在作物图像中检测马铃薯病毒，所述作物图像描绘植物，例如，茄科植物，诸如马铃薯植物之类。在各种实施例中，本公开的马铃薯植物是任何马铃薯植物(块茎茄属(SolanumtuberosumL.))，例如，蜡质马铃薯(例如鱼苗马铃薯)、淀粉马铃薯(例如赤褐布尔班克(RussetBurbank))、黄色马铃薯(例如育空(Yukon)金马铃薯)、白色马铃薯(例如夏坡蒂(Shepody))、红色马铃薯、蓝色马铃薯，或者两种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在作物图像中检测马铃薯病毒的方法，所述作物图像描绘至少一个马铃薯植物，所述方法包括：将所述作物图像存储在存储器中；通过处理器识别所述作物图像的第一区域，所述第一区域描绘马铃薯植物叶片，其中所述第一区域不包括所述作物图像的第二区域，所述第二区域描绘非叶片图像；通过所述处理器识别所述第一区域内的多个边缘；通过所述处理器，基于位于所述作物图像的在所述第一区域中的图像片段内的边缘，确定所述图像片段是否满足一个或多个叶片折痕标准，其中所述叶片折痕标准指示所述病毒引起的叶片折痕的症状；通过所述处理器确定所述图像片段是否满足一个或多个颜色标准，所述颜色标准指示所述病毒引起的变色的症状；以及通过所述处理器，基于所述图像片段是否满足所述叶片折痕标准和所述颜色标准中的一个或多个，确定所述片段是否显示马铃薯病毒的症状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.13 US 62/407,882;2016.10.14 US 62/408,2341.一种在作物图像中检测马铃薯病毒的方法，所述作物图像描绘至少一个马铃薯植物，所述方法包括：将所述作物图像存储在存储器中；通过处理器识别所述作物图像的第一区域，所述第一区域描绘马铃薯植物叶片，其中所述第一区域不包括所述作物图像的第二区域，所述第二区域描绘非叶片图像；通过所述处理器识别所述第一区域内的多个边缘；通过所述处理器，基于位于所述作物图像的在所述第一区域中的图像片段内的边缘，确定所述图像片段是否满足一个或多个叶片折痕标准，其中所述叶片折痕标准指示所述病毒引起的叶片折痕的症状；通过所述处理器确定所述图像片段是否满足一个或多个颜色标准，所述颜色标准指示所述病毒引起的变色的症状；以及通过所述处理器，基于所述图像片段是否满足所述叶片折痕标准和所述颜色标准中的一个或多个，确定所述片段是否显示马铃薯病毒的症状。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过所述处理器，基于所述作物图像中被识别为显示马铃薯病毒症状的图像片段的量，确定所述作物图像是否包含马铃薯病毒。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中：所述一个或多个叶片折痕标准包括所述图像片段内的边缘的最小量阈值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中：所述一个或多个叶片折痕标准包括一个或多个线标准，并且确定所述图像片段是否满足所述线标准包括：识别所述片段内由所述边缘限定的线。5.根据权利要求4所述的方法，其中：所述一个或多个线标准包括线的最小量阈值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中：所述一个或多个叶片折痕标准包括一个或多个轮廓标准，并且确定所述图像片段是否满足所述轮廓标准包括：识别所述图像片段内由所述边缘限定的轮廓。7.根据权利要求6所述的方法，其中：所述一个或多个轮廓标准包括：所述片段内的每个轮廓是否具有不超过最大面积阈值的面积。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中：所述一个或多个颜色标准包括在色锥中两个平均颜色通道值之间的欧几里德距离的一个或多个值范围。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中：识别所述第一区域包括：基于所述作物图像的品红色通道或从所述作物图像生成的图像的品红色通道来创建第一掩模。10.根据权利要求9所述的方法，其中：识别所述第一区域还包括：基于一个或多个预定临界颜色通道值范围来创建第二掩模。11.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括可由处理器执行的指令，其中所述指令在被执行时将所述处理器配置为：将所述作物图像存储在存储器中；识别所述作物图像的第一区域，所述第一区域描绘马铃薯植物叶片，其中所述第一区域不包括所述作物图像的第二区域，所述第二区域描绘非叶片图像；识别所述第一区域内的多个边缘；基于位于所述作物图像的在所述第一区域中的图像片段内的边缘，确定所述图像片段是否满足一个或多个叶片折痕标准，其中所述叶片折痕标准指示马铃薯病毒引起的叶片折痕的症状；确定所述图像片段是否满足一个或多个颜色标准，所述颜色标准指示所述病毒引起的变色的症状；以及基于所述图像片段是否满足所述叶片折痕标准和所述颜色标准中的一个或多个，确定所述片段是否显示马铃薯病毒的症状。12.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中所述指令在被执行时将所述处理器进一步配置为：基于所述作物图像中被识别为显示马铃薯病毒症状的图像片段的量，确定所述作物图像是否包含马铃薯病毒。13.根据权利要求11至12中任一项所述的计算机可读介质，其中：所述一个或多个叶片折痕标准包括所述图像片段...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·贝尔，W·罗斯，
申请(专利权)人：麦凯恩食品有限公司，雷森航空公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA