一种获取玉米冠层孔隙度的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像的玉米冠层孔隙度获取方法，所述方法包括如下步骤：（1）冠层图像获取；（2）冠层图像预处理；（3）冠层图像中非植株区域分割；（4）垄间非植株区域识别；（5）计算冠层孔隙度。本发明专利技术所述方法需要较少的人工操作，不易受到外界环境变换的干扰，能够识别并去除玉米植株垄间大块连续的非植株区域，使玉米冠层孔隙度的计算更加准确。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种获取玉米冠层孔隙度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）冠层图像获取：将带有鱼眼镜头的摄像机放置在玉米冠层底部的地上两垄中间位置，镜头垂直朝向天空，镜头焦距固定，调整光圈和曝光时间，获得大景深、明暗适宜的玉米冠层图像；（2）冠层图像预处理：对获取的冠层图像进行校正处理，使图像的低频区域中亮区域变暗，暗区域变亮；（3）冠层图像中非植株区域分割：将处理后的冠层图像分割为植株区域和非植株区域，所述植株区域置为黑色，所述非植株区域置为白色；（4）垄间非植株区域识别：（I）对步骤（3）所分割出的若干非植株区域计算面积、周长、长宽比、矩形度、似圆度、紧凑度6个特征值，组成非植株区域形状描述特征向量X（x1,x2,x3,x4,x5,x6）;对特征向量X进行方差标准化，计算方法按下式：xi‾=1NΣj=1Nxij(i=1···6)si2=1NΣj=1N(xij-xi‾)2(i=1···6)xij′=xij-xi‾si(i=1···6,j=1···N)其中，N是非植株区域的个数，是向量的均值，S(s1,s2,s3,s4,s5,s6)是向量的方差，X“(x“ij,i=1...6,j=1...N)是方差标准化后的非植株区域形状描述特征向量；（II）对非植株区域形状描述特征向量X“进行分类，第一类是垄间连续大片空隙，第二类是冠层空隙，分类方法为：在X“中任选 两个向量X“c1、X“c2，作为两类的初始向量，计算X“中其他向量与这两个向量的欧式距离d1和d2，若d1D=Σ(Xc1‾-Xc2‾)2ΣSc12+ΣSc22以所分两类的均值代替X“c1、X“c2，重复上述步骤产生新的两个分类，计算D值并与上一次的计算结果比较，若差异小于0.01则认为分类正确并结束迭代，否则继续重复上述步骤直到D值收敛；识别出的垄间连续大片空隙被置为黑色；（5）按如下公式计算冠层孔隙度：T=P0-PsP0+P1-Ps其中，P0是冠层图像中非植株区域的像素数量，Ps是非植株区域中处于垄间的大块天空部分的像素数量，P1是冠层图像中的植株区域的像素数量。FDA00003379592300014.jpg,FDA00003379592300021.jpg,FDA00003379592300022.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王传宇，郭新宇，肖伯祥，杜建军，吴升，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：