[发明专利]植物叶片面积及叶片表面病斑面积的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物叶片面积的测量方法，更具体地说，本发明涉及一种植物叶片面积及叶片表面病斑面积的无损测量方法。

背景技术

植物叶片是植物进行光合作用的主要器官。在受到病害威胁时，植物叶片表面病斑直接影响着植物的光合过程。同时，叶片表面病斑的大小也常作为植物病害等级的划分依据。目前国内外对叶片面积及叶片表面病斑面积的测量方法，主要有方格法、剪纸法、叶面积仪法以及软件分析法。

方格法和剪纸法的费用低，方法简单，但是方格法费时、费力，并且存在较大的人为误差，剪纸法在一定程度上受到材料的均一性的制约，并且当叶片边缘不平滑，病斑数量较多，形状复杂时，按照此法，剪纸困难，难以完成测量。叶面积仪法虽然能够快速准确的测量叶面积，操作简单，但是价格昂贵，而且对叶片表面的病斑面积无法完成测量。而软件分析法往往采用专业的测量装置及相应的分析软件，需要专业的操作，并且需要购买。

例如：中国专利公告号为CN101799283B，公告日为2011.06.22，专利申请号为201010137040.2，发明名称为《阔叶植物叶面积的无损测量方法》，该案采用剪纸称重的方法计算得到叶片的面积。由于植物叶片边缘可能不平滑，叶片表面病斑可能不止一个或几个，很可能有多个，而且形状复杂，大小不等，导致剪纸困难。因此，这种方法只适用于阔叶植物边缘平滑的叶片面积及叶片表面形状规则，面积较大，数量较少的病斑面积的测量。

中国专利公告号为CN101726267B，公告日为2011.04.27，专利申请号为200910265908.4，发明名称《一种活体叶面积测试仪及其测试叶面积的方法》，该案中采用垫板、盖板、壳体、纵向脉冲发生器、光电传感器、薄膜按键和测绳所组成的叶面积测试仪，还采用较多的配套模块，费用相对较高，过程相对繁琐，在测量效率方面有一定的不足，并且不能完成叶片表面病斑面积的测量。

中国专利公告号为CN102214306B，公告日为2013.01.30，专利申请号为201110162727.6，发明名称为《叶片病斑识别方法及装置》，该案通过图像获取单元、图像处理识别单元和显示单元构成叶片病斑识别装置。通过获取复杂背景下含有叶片病斑的图像；分析整体图像的颜色特征并简化背景；提取某一颜色通道分量若干病斑区域及背景区域的膜内区，对每个膜内区进行纹理特征提取，并与不同区域里的颜色特征分量共同构成待选特征向量；优化待选特征向量的权重值；对优化后的特征向量进行特征维的选择；对优化的特征空间聚类。过程复杂，需要专业的操作人员才能完成。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是克服现有技术存在的由于植物叶片边缘不平滑或由于叶片表面病斑形状复杂、数量较多，导致叶片面积及叶片表面病斑面积的测量过程操作复杂，甚至难以测量的问题。提供了一种植物叶片面积及叶片表面病斑面积的无损测量方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的植物叶片面积及叶片表面病斑面积的测量方法的步骤如下：

1）利用数码相机采集图像：

（1）将已知长为a宽为b的长方形的白纸板放到置于水平放置的底部垫板（1）上；

（2）将被测的带有病斑的植物叶片置于白纸板上；

（3）将数码相机放在白纸板和带有病斑的植物叶片的正上方，将白纸板和被测的植物叶片清晰地拍摄出一个画面的图像；

（4）将拍摄好的带有白纸板和被测的植物叶片的图像导入到计算机中。

2）采用Photoshop软件处理图像：

（1）将拍照好的带有白纸板和带有病斑的被测的植物叶片的图像在Photoshop中打开；

（2）分别存储图像中的白色部分、健康部分和病斑部分三个通道；

（3）读取白色部分、健康部分和病斑部分三个通道的像素数：P₁、P₂与P₃。

3）计算植物叶片的面积及叶片表面病斑的面积：

（1）计算长方形的白纸板的面积S′：

S′=a×b；

（2）计算照片中白色部分、健康部分和病斑部分的像素数之和P：

P=P₁+P₂+P₃;

（3）计算白色部分、健康部分和病斑部分的实际面积之和S，白色部分、健康部分和病斑部分的实际面积之和S即为白纸板面积：

S=S′=a×b；