專利名稱：玉米果穗禿尖率獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種玉米果穗禿尖率獲取方法。
背景技術(shù)：
玉米果穗頂部不生長(zhǎng)籽粒稱為禿尖，玉米雌小花分化、吐絲及籽粒形成始于雌穗的中下部，由此處向上、向下同時(shí)進(jìn)行，最后在頂部結(jié)束。在此過(guò)程中如遇不適的環(huán)境條件，如高溫干旱、肥料供應(yīng)不足、陰雨天氣等，頂部的小花或受精胚常發(fā)生敗育，形成玉米果穗禿尖。玉米果穗禿尖率是品種抗逆性的ー個(gè)重要指標(biāo)，是新品種選育時(shí)所要參考的重要標(biāo)準(zhǔn)，是制定高產(chǎn)高效栽培措施時(shí)圍繞的核心內(nèi)容，能夠簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確測(cè)量玉米果穗禿尖率在栽培、育種、種質(zhì)資源保存方面有重要意義。目前測(cè)量玉米果穗禿尖率的方法主要依靠人工直尺測(cè)量方式，這種方式工作量較大、人為誤差難以去除、準(zhǔn)確性無(wú)法保證。隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)歩，已有ー些自動(dòng)化方法應(yīng)用于玉米果穗考種。在國(guó)內(nèi)外公開(kāi)的專利中，專利101933417A公開(kāi)了ー種使用圖像處理技術(shù)測(cè)量玉米果穗外在形態(tài)的裝置，可以測(cè)量玉米果穗的穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖率等指標(biāo)，但其對(duì)禿尖率測(cè)量的具體方法并沒(méi)有說(shuō)明。楊錦忠等人在兩篇文獻(xiàn)中對(duì)玉米果穗若干性狀的圖像處理獲取方法進(jìn)行了初歩的探討和研究，其對(duì)禿尖率測(cè)量的具體方法也沒(méi)有涉及。玉米果穗上籽粒顏色一般有黃、白、紫、紅等幾種，穗軸顏色一般有紅、白、紫等幾種顏色，籽粒與穗軸顏色的多種組合造成了果穗禿尖的復(fù)雜性，再加上果穗尖端形狀的不規(guī)則，使得果穗禿尖率的圖像處理檢測(cè)方法難度很大。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何高自動(dòng)化、且精確地獲取玉米果穗禿尖率。(ニ)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種玉米果穗禿尖率獲取方法，包括以下步驟S2 :分別計(jì)算每幅果穗圖像上各像素的顔色能量gl和g2，并按顏色能量將各像素劃分為禿尖區(qū)域和籽粒區(qū)域；S3 :計(jì)算禿尖區(qū)域面積與果穗圖像面積的比值，獲得玉米果穗的禿尖率。其中，步驟SI中的所述預(yù)處理包括步驟對(duì)采集到的果穗圖像進(jìn)行背景差分，獲得所述果穗圖像中的玉米果穗部分；對(duì)背景差分后的果穗圖像進(jìn)行連通域面積閾值濾波，去除殘留的背景面積區(qū)域；對(duì)面積閾值濾波后的果穗圖像進(jìn)行直方圖均衡化調(diào)整圖像亮度和對(duì)比度。其中,所述步驟S2具體包括計(jì)算所述果穗圖像上各個(gè)像素R、G和B通道的顔色能量值gl和g2，若gl>0或者g2>0,則該像素屬于禿尖區(qū)域，當(dāng)gl < O并且g2 < O吋，則該像素屬于籽粒區(qū)域，gl與g2的
權(quán)利要求
1.種玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在于，包括以下步驟 S1:按預(yù)定角度間隔采集玉米果穗表面360°圖像，并對(duì)采集到的果穗圖像序列進(jìn)行預(yù)處理； S2:分別計(jì)算每幅果穗圖像上各像素的顔色能量gl和g2，并按顔色能量將各像素劃分為禿尖區(qū)域和籽粒區(qū)域； S3:計(jì)算禿尖區(qū)域面積與果穗圖像面積的比值，獲得玉米果穗的禿尖率。
2.如權(quán)利要求I所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在于，步驟SI中的所述預(yù)處理包括步驟 對(duì)采集到的果穗圖像進(jìn)行背景差分，獲得所述果穗圖像中的玉米果穗部分； 對(duì)背景差分后的果穗圖像進(jìn)行連通域面積閾值濾波，去除殘留的背景面積區(qū)域； 對(duì)連通域面積閾值濾波后的果穗圖像進(jìn)行直方圖均衡化調(diào)整圖像亮度和對(duì)比度。
3.如權(quán)利要求I所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在干，所述步驟S2具體包括 計(jì)算所述果穗圖像上各個(gè)像素R、G和B通道的顔色能量值gl和g2，若gl>0或者g2>0，則該像素屬于禿尖區(qū)域，當(dāng)gl≤O并且g2≤O吋，則該像素屬于籽粒區(qū)域，gl與g2的計(jì)算公式為
4.如權(quán)利要求I所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在于，所述步驟S3中計(jì)算果穗圖像面積的方式為獲得果穗圖像像素?cái)?shù)量a。，以通過(guò)果穗中軸平面上ー棋盤(pán)格模板，計(jì)算所述果穗圖像上單個(gè)像素的實(shí)際尺寸ap，acXap即為果穗圖像面積。
5.如權(quán)利要求I所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在于，所述步驟S2和步驟S3之間還包括計(jì)算所述果穗圖像的像素與禿尖區(qū)域像素的相似度函數(shù)，若所述果穗圖像的像素與所述禿尖區(qū)域像素的相似度達(dá)到預(yù)定閾值，則將該果穗圖像的像素歸為禿尖區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在干，計(jì)算所述禿尖區(qū)域最大內(nèi)接矩形內(nèi)的像素顏色均值R。，Gc, B。和像素坐標(biāo)均值X。，Y。；計(jì)算所述果穗圖像的像素(Ri，Gi，Bi，Xi，Yi)與像素(Rc, Gc, Bc, Xc, Yc)的相似度函數(shù)值q，并與預(yù)先設(shè)置的閾值Q比較，若q ≤ Q，則該像素屬于禿尖區(qū)域，若q>Q，則該像素屬于籽粒區(qū)域，相似度函數(shù)值q的計(jì)算公式為
7.如權(quán)利要求6所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在干，所述閾值Q取值為O. 42。
8.如權(quán)利要求I所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括 計(jì)算每幅果穗圖像中禿尖區(qū)域面積與該果穗圖像面積的比值，得到每幅果穗圖像的禿尖率; 對(duì)各幅果穗圖像的禿尖率就均值得到整個(gè)玉米果穗的禿尖率。
9.如權(quán)利要求I所述的玉米果穗禿尖率獲取方法，其特征在于，所述步驟S3之后還包括根據(jù)禿尖率判斷玉米果穗是否禿尖，若禿尖率小于0.01，則該玉米果穗不禿尖。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種玉米果穗禿尖率獲取方法，涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟S1按預(yù)定角度間隔采集玉米果穗表面360°圖像，并對(duì)采集到的果穗圖像序列進(jìn)行預(yù)處理；S2分別計(jì)算每幅果穗圖像上各像素的顏色能量g1和g2，并按顏色能量將各像素劃分為禿尖區(qū)域和籽粒區(qū)域；S3計(jì)算禿尖區(qū)域面積與果穗圖像面積的比值，獲得玉米果穗的禿尖率。本發(fā)明的玉米果穗禿尖率獲取方法根據(jù)玉米果穗禿尖部分與籽粒相互之間的顏色明暗變化，粗略提取果穗禿尖部分后，再進(jìn)行果穗禿尖部分精確獲取，本方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，測(cè)量結(jié)果精確。
文檔編號(hào)G06T7/40GK102915442SQ20121033373
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者王傳宇, 郭新宇, 杜建軍, 吳升, 肖伯祥 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心