一种基于小波变换反演叶面积指数的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于小波变换反演叶面积指数的方法，先通过鱼眼摄像头拍摄植被冠层图像并进行预处理，再确定出植被冠层图像的有效成像区域的几何中心和圆形有效成像区域的半径；测定当前植被环境满足置信度95％的所需图像采集次数并采集对应次数的待测点植被冠层图像，通过基于小波变换的迭代寻优法分割植被冠层图像，再根据投影方程提取出多个角度的冠层孔隙度，进而反演出叶面积指数。进而反演出叶面积指数。进而反演出叶面积指数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小波变换反演叶面积指数的方法


[0001]本专利技术属于生态学研究
，更为具体地讲，涉及一种基于小波变换反演叶面积指数的方法。

技术介绍

[0002]叶面积指数是一个无量纲量，用以反映单一农林作物或其群落与所在土地面积的比例，为研究植物的生长与健康状况提供了定量分析的条件，植物绿色叶片表面积的大小与分布情况与农作物、树林的光合作用、蒸腾作用等直接相关，叶面积指数已作为一个重要的植被参数在实际生产与科学研究中得到广泛应用。
[0003]目前叶面积指数的测量方法有直接测量法和间接测量法。直接测量法测定叶面积指数的方法较为经典和成熟，同时测定结果也相对精确，一般会用作间接测定法的校正方法。但直接测量法耗费的时间、精力更多，且会对植株产生一定的破坏，在需测量范围大，或采集叶片样本较为困难的情况下，直接测量法便会难以实行。间接光学测量法可以在耗时更短，测量范围更广的前提下对叶面积指数进行自动化测量。根据测量角度的不同可以分为顶视法和底视法，也可按测量位置分为空间检测和地面检测。
[0004]具有代表性的方法有以下几种：易测因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于小波变换反演叶面积指数的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、确定鱼眼摄像头圆形有效成像区域的几何中心及半径；(1.1)、采用鱼眼摄像头拍摄空白墙面图像，然后对空白墙面图像依次进行二值化处理，以及先膨胀后腐蚀的处理，从而得到轮廓清晰的二值化图像；(1.2)、逐点扫描二值化图像并通过机器学习方式确定鱼眼图像的有效成像区域的几何中心O1(u0,v0)和圆形有效成像区域的半径R；(2)、确定首次测量区域的植被冠层图像的次数，若无植被分析仪时可默认采取测量次数为25次，并跳过步骤(2.1)至步骤(2.3)；；(2.1)、在待测点选取m个植被分布密度差异较大的样本点，然后利用植被分析仪测量每个样本点的叶面积指数l
i
，i＝1,2,
…
,m；(2.2)、计算m个样本点的叶面积指数的标准误差SEL；其中，表示m个样本点的叶面积指数的均值；(2.3)、根据标准误差SEL，计算满足在95％置信度的叶面积指数测量次数指导方针下确定所需拍摄次数N；(3)、拍摄植被冠层图像并预处理；(3.1)、利用鱼眼摄像头在待测点拍摄N张植被冠层图像；(3.2)、对每一张植被冠层图像依次进行中值滤波、同态滤波增强以及灰度化处理，得到每一张灰度图像；(3.3)、在每一张灰度图像中提取以几何中心O1(u0,v0)为圆心、R为半径的圆形有效成像区域，其中，第j张灰度图像提取的圆形有效成像区域记为灰度图像X
j
，j＝1,2,
…
,N；(4)、基于小波变换的迭代寻优法分割每一张植被冠层图像；(4.1)、计算灰度图像X
j
中所有像素点的平均灰度值，记为g
j
；(4.2)、设置初始抑制系数I1、I2，其中，I1＜I2；设置两个抑制系数的增长步进为k，并设置迭代停止条件，当I1、I2增长至停止条件设定值时停止迭代；设置数组P，初始化为空集，用于存储大津分割算法分割后的二值图像及对应的占比的差值的绝对值INDEX；(4.3)、对灰度图像X
j
进行二层小波分解得到一层分解时的高频成分，以及二层分解时的低频成分和二层分解时的高频成分；(4.4)、以抑制系数I1对二层分解时的低频成分进行抑制，再将抑制的低频成分与步骤(4.3)分解后的所有高频成分进行二层小波反变换，得到重构图像同理，以抑制系数I2替换抑制系数I1，再重复上述过程，得到重构图像(4.5)、利用大津分割算法分别对重构图像进行二值分割，其中，将重构图像中的天空区域及树干区域的像素点置为1，将冠层叶片区域的像素点置为0，从而得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培丞，童玲，高博，宫珣，王政，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：