[发明专利]基于图像的植物三维形态测量与重建方法及系统

权利要求书

1、一种基于图像的植物三维形态测量与重建方法，该方法包括 步骤：

S1.在垂直方向不同位置获得两幅目标对象的图像；

S2.获取拍摄所述图像的拍摄源的内部参数；

S3.从所述图像中提取所述目标对象的二维轮廓信息或二维骨 架信息；

S4.通过极线约束算法，对所述轮廓或骨架进行特征匹配；

S5.根据所述内部参数以及特征匹配的结果，计算所述目标对象 的三维形态结构数据；

S6.通过样条曲线、曲面拟合生成所述轮廓或骨架的三维模型， 最终得到所述目标对象的三维模型。

2、如权利要求1所述的基于图像的植物三维形态测量与重建方 法，其特征在于，步骤S2中的内部参数包括所述拍摄源的主点坐标 (u₀，v₀)，及归一化焦距所述归一化焦距通过整合所 述拍摄源的焦距与水平、竖直方向的像元间距得到。

3、如权利要求1所述的基于图像的植物三维形态测量与重建方 法，其特征在于，步骤S3中提取所述目标对象的二维轮廓信息通过 Harris算法实现叶片角点特征提取，其角点提取的响应函数为：

C(x，y)＝λ₁×λ₂/(λ₁+λ₂)

其中，λ₁、λ₂分别为所述图像像素的平均梯度矩阵的特征值。

4、如权利要求3所述的基于图像的植物三维形态测量与重建方 法，其特征在于，利用64维特征向量对所述提取的角点进行描述，并 以特征向量欧氏距离作为步骤S4中的匹配准则。

5、如权利要求1所述的基于图像的植物三维形态测量与重建方 法，其特征在于，步骤S3中提取所述目标对象的二维骨架信息通过 Hilditch算法实现骨架特征提取，其限制条件为：

(1)P₀为白点，即P₀＝1；

(2)环绕P₀周围的8个点当中，黑点个数大于2小于6，即2 ≤N(P₀)≤6；

(3)S(P₀)＝1，其中S(P₀)表示P₀周围的8个点以P₂、P₃、 P₄、...P₈、P₁、P₂为顺序时这些点的值从0到1的变化的次数；

(4)P₁、P₃、P₇任意一点的值为0，或者以P₁为中心的8个 点的S(P₁)不等于1，即P₁×P₃×P₇＝0或S(P₁)≠1；

(5)P₁、P₃、P₅任意一点的值为0，或者以P₃为中心的8个 点的S(P₃)不等于1，即P₁×P₃×P₅＝0或S(P₃)≠1。