[发明专利]基于图像的玉米果穗性状指标计算方法

权利要求书

1.一种基于图像的玉米果穗性状指标计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、通过每隔90度拍摄一张图像的方式，获取玉米果穗的彩色图像CI_i，且i=1,2,3,4，

将所述彩色图像CI_i转化为灰度图像SI_i，并将所述灰度图像SI_i转化为仅包含玉米果穗的二值图像BI_i；

S2、分别对所述彩色图像CI_i、所述灰度图像SI_i以及所述二值图像BI_i进行轴向畸变校正和径向畸变校正，得到校正后的彩色图像CI2_i、校正后的灰度图像HI_i以及校正后的二值图像BI2_i；

S3、对所述灰度图像HI_i进行分割，得到仅包含玉米籽粒的二值图像BI3_i，

将所述二值图像BI3_i进行拼接，得到籽粒全景图BI4，所述籽粒全景图BI4包括所述玉米果穗三维表面上的所有籽粒；

S4、对所述二值图像BI3_i进行形态学运算，计算出所述玉米果穗的秃尖区域，并计算出所述玉米果穗的秃尖长度，

根据所述二值图像BI3_i，计算出所述玉米果穗的行粒数，

根据所述籽粒全景图BI4，计算出所述玉米果穗的穗行数。

2.根据权利要求1所述的基于图像的玉米果穗性状指标计算方法，其特征在于，步骤S1中，将所述灰度图像SI_i转化为仅包含玉米果穗的二值图像BI_i具体包括：

确定所述灰度图像SI_i中玉米果穗与背景的边界像素强度并对所述灰度图像SI_i进行二值化，使用膨胀运算填充图像孔洞，使用腐蚀操作删除图像中的孤岛并恢复玉米果穗的边界，从而获得所述二值图像BI_i。

3.根据权利要求1所述的基于图像的玉米果穗性状指标计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述轴向畸变校正和所述径向畸变校正具体包括：

基于所述二值图像BI_i，建立每个图像中玉米果穗的OBB包围盒，并根据所述OBB包围盒建立果穗局部坐标系，计算出轴向畸变校正参数和径向畸变校正参数，根据所述轴向畸变校正参数和所述径向畸变校正参数分别对所述彩色图像CI_i、所述灰度图像SI_i以及所述二值图像BI_i进行校正。

4.根据权利要求1所述的基于图像的玉米果穗性状指标计算方法，其特征在于，步骤S3进一步包括：

对所述灰度图像HI_i进行分割后，利用玉米籽粒的颜色特征和形状特征对分割出的玉米籽粒进行筛选，从而获得所述二值图像BI3_i，其中，

所述玉米籽粒的颜色特征由所述彩色图像CI2_i获得，所述玉米籽粒的形状特征由所述二值图像BI2_i获得。

5.根据权利要求1-4之一所述的基于图像的玉米果穗性状指标计算方法，其特征在于，步骤S3中，将所述二值图像BI3_i进行拼接具体包括：

将所述二值图像BI3i按照果穗三维表面展开，建立各个图像上相同玉米籽粒之间的映射关系，并从每个图像上提取结构完整的玉米籽粒作为所述籽粒全景图BI4上的玉米籽粒。

6.根据权利要求1所述的基于图像的玉米果穗性状指标计算方法，其特征在于，步骤S4中，对所述二值图像BI3i进行形态学运算具体包括：

对所述二值图像BI3_i进行膨胀运算，直至图像中的所有玉米籽粒融合形成一个单连通区域，记录膨胀像素个数，然后利用腐蚀运算恢复玉米籽粒的边界，再将得到的图像与所述二值图像BI2_i进行差运算，得到未包含玉米籽粒的区域，并进一步得到所述秃尖区域。