[发明专利]谷粒参数自动测量装置及方法

权利要求书

1、谷粒参数自动测量装置，包括光电开关(1)、可控升降板(2)、单株脱粒仪(3)、控制按钮(4)、CCD相机(5)、皮带(6)、毛刷(7)、安全防护设施(8)、计算机(9)、皮带控制器(10)、图像采集卡(11)，光电开关(1)与可控升降板(2)相连，都位于单株脱粒仪(3)入口处，控制按钮(4)分别与可控升降板(2)及计算机(9)相连，CCD相机(5)依次与图像采集卡(11)、计算机(9)相连，CCD相机(5利用三脚架支持并固定，其镜头正对皮带(6)，CCD相机(5)、皮带(6)及毛刷(7)都安装在安全防护设施(8)内，皮带(6)与皮带控制器(10)相连，毛刷(7)位于皮带(6)下部外侧。

2、根据权利要求1所述的谷粒参数自动测量装置的谷粒参数自动测量方法，按以下步骤进行：(1)将稻穗按照要求放入脱粒机中脱粒，谷粒由脱粒机的扩展接口掉落到传送皮带上，CCD相机在皮带行进的过程中拍摄谷粒图像，图像由图像采集卡返回给计算机；(2)计算机通过图像处理以及谷粒参数统计算法后，得谷粒数、粒长、粒宽、粒面积参数。

3、根据权利要求2所述的谷粒参数自动测量方法，具体按以下步骤进行：打开单株脱粒仪和计算机，每进行一穗水稻的测量工作前，操作人员先按下控制按钮，控制按钮发出信号给计算机，通知计算机开始新的一穗的测量，把稻穗放到单株脱粒仪入口处，光电开关检测到人手后，发出信号给计算机，当且仅当计算机接收到了控制按钮和光电开关两个信号后，计算机才控制可控升降板上升，暴露出打谷口，允许单株脱粒仪开始打谷；同时计算机开始延时，谷粒由单株脱粒仪出口通过扩展接口掉落到皮带上，由运转的皮带分离谷粒，延时1s后，计算机开始采集CCD拍摄的图像数据，通过图像采集卡传送入计算机；完成脱粒工作后，操作人员将脱粒后的稻穗取出，光电开关检测到人手的离开，发出信号给计算机，计算机控制可控升降板下降，计算机开始延时，延时4s后计算机停止数据采集，开始图像处理工作，得到谷粒的粒数、粒长、粒宽、粒面积。

4、根据权利要求3所述的谷粒参数自动测量方法，图像处理按照以下步骤进行：(1)、提取图像的RGB分量：将图像的RGB分量提取，选择背景与前景对比度最大的分量来做图像处理；(2)、边缘增强：为了保护图像中谷粒的边缘不在滤波的过程中模糊，采用边缘增强处理；(3)、中值滤波：对分量图像进行中值滤波去除噪声；(4)、二值化：将中值滤波后的图像转化为二值化图；(5)、去除小区域：设定面积阈值，去掉区域面积在阈值以下的小区域；(6)、填充：填充图像中因为谷粒外观或者光照条件的影响所产生的；(7)、距离变换：将二值化的谷粒图像通过距离变换成为有梯度变换的距离图像；(8)、灰度重建：通过灰度重建变换，将图像的部分峰值去除；(9)、分水岭变换：通过分水岭变换算法将粘连谷粒分离开为单独对象；(10)、参数统计：对经过上述处理后的图像，进行各种参数的统计。