[发明专利]谷粒参数自动测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理技术，具体涉及一种谷粒参数自动测量装置及方法，该装置能够自动测量谷粒参数，适用于数字化农业领域。

背景技术

数字图像处理与模式识别技术在几十年内得到迅速发展并在工业自动化、智能交通、卫星遥感、军事侦察、生物医学等应用领域中得到广泛的应用。利用数字图像处理技术进行植物参数的自动提取是一种非常有前途的技术，尤其在数字化农业日益推广的今天。计算机视觉技术已经开始得到植物学等基础学科研究人员的关注，国外出现了一些成熟的产品，国内基本上还处在实验室阶段，而且从事的人员也很有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谷粒参数自动测量装置及方法，该装置能够自动测量谷粒长、宽、面积等参数。

本发明提供的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。

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，线阵列CCD相机在传送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即可求得谷粒的粒数、粒长、粒宽、粒面积参数。

谷粒参数统计算法分为图像处理和计算两个部分，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。

本发明利用CCD成像的方法，通过数字图像处理技术对拍摄到的图像进行处理，得到谷粒的长、宽、面积参数及粒数。整个过程由预设的电脑程序控制自动化完成，方面快捷，操作简单。

附图说明

图1为本发明谷粒参数测量装置的结构示意图；

图2a为图像边缘增强处理结果图。

图2b为图像二值化处理结果图。

图2c为图像填充处理结果图。

图2d为图像距离变换结果处理结果图。

图2e为图像灰度重建处理结果图。

图2f为图像分水岭变换处理结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的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。

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，线阵列CCD相机在传送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即可求得谷粒长、宽、面积等参数。