[发明专利]一种基于图像分析的苹果生育期识别方法

说明书

本发明提供一种基于图像分析的苹果生育期识别方法，包括如下步骤：预采集模块采集苹果萌芽期、展叶期、开花期、果期（a、b、c、d）四个时期的图像信息，特征提取模块提取上述四个时期图像的特征信息，生成特征库；样例图像采集模块，对指定苹果植株进行全面拍摄，将所取图像传给预处理模块；预处理模块对图像进行预处理计算，标记图像，将所图像传给数据分析模块；数据分析模块将所得图像进行计算分析，并将分析结果存入到输出模块；输出模块根据分析结果得出苹果所处生长期；本发明提供了一种基于图像分析的苹果生育期识别方法，本方法主要应用于苹果生产领域，可实现苹果的生育期自动识别，为后期苹果的种植和管理提供强大的科学依据，原理简单，易实施，工作效率高。

技术领域

本发明涉及到农业生产领域，尤其涉及一种使用图像识别苹果的生育期方法和系统。

背景技术

苹果作为一种经济作物，在我国广泛种植，苹果的生长发育状况是组织和指导生产的重要依据，也为苹果科学管理提供必要的依据。传统的苹果生育期分析，主要靠人工巡视的方式进行，这种方式随着大规模集中种植出现，表现出了其不足之处：单凭人工巡视，由于经验的差距和人力的有限，很难发现局部区域生长滞后的情况，无法进行及时的补救，从而盲目地推进生产步骤，势必会降低产量，减少经济效益。

发明内容

为解决上述问题，本文发明一种使用图像识别苹果的生育期方法和系统。

本发明提供如下技术方案：一种基于图像分析的苹果生育期识别方法，包括如下步骤：

预采集模块采集苹果萌芽期、展叶期、开花期、果期(a、b、c、d)四个时期的图像信息，特征提取模块提取上述四个时期图像的特征信息，生成特征库；

样例图像采集模块，对指定苹果植株进行全面拍摄，将所取图像传给预处理模块；预处理模块对图像进行预处理计算，标记图像，将所图像传给数据分析模块；数据分析模块将所得图像进行计算分析，并将分析结果存入到输出模块；输出模块根据分析结果得出苹果所处生长期；所述预采集模块对所述苹果四个生育期进行图像采集的步骤为：

(1).选取具有代表性的1000株苹果树，标记为1～1000；

(2).分别拍摄所述四个时期1～1000植株的图像，拍摄时，分别采集图像，并将图像标记为(i＝1,2…8)；四个生育期标记为(t＝a,b,c,d)四组。

进一步，一种基于图像分析的苹果生育期识别方法，所述特征提取模块对所述图像信息进行特征信息提取的步骤为：

(1).对所得四个生育期的32张图像进行逐张逐行扫描，并记录各点的像素，并记为(i为图像行号，j为图像列号)；

(2).设定生育期中绿叶像素阈值GTh、花像素阈值FTh、苹果果实像素阈值ATh、树干像素阈值Eth；依次为依据，标记预采集模块中的所有像素，将最后所得带有标记的图像信息进行人工筛查，调整不正确的标记；

(3).将调整标记后的所有图像再一次进行逐张逐行扫描，统计a时期内所有绿叶像素值、树干像素值；b时期内所有绿叶像素值、树干像素值；c时期内所有花像素值、绿叶像素值；d时期内苹果像素平均个数；分别得出萌芽期特征值、展叶期特征值、开花期特征值、果期特征值并更新步骤(2)中四个阈值，得出的数值为全生育期图像特征库；

萌芽期特征值数学模型为：

p_ie是树干像素值，p_ig是绿叶像素值，N_ag是生育期a时，树干像素的总个数；N_ag是生育期a时，绿叶像素的总个数；

展叶期特征值数学模型为：

开花期特征值：