[发明专利]一种玉米籽粒灌浆速率的测量方法和装置

权利要求书

1.一种玉米籽粒灌浆速率的测量方法，其特征在于，基于一定时间间隔的玉米籽粒顶部的投影面积变化，获得玉米籽粒灌浆速率，具体地，包括：

S1、分别将两个时刻玉米果穗的图片进行二值化处理，获得两个时刻玉米籽粒的二值图像；

S2、对所述玉米籽粒的二值图像，基于二值图像的中心坐标，获得若干个玉米籽粒，作为中心籽粒序列；以及

S3、基于所述中心籽粒序列的各籽粒的像素数量，获得该时刻玉米籽粒的投影面积，结合两个时刻的时间间隔，获得玉米籽粒灌浆速率；

其中，步骤S2具体包括：

S2.1、设置玉米籽粒二值图像的参考边界，将距离所述玉米籽粒二值图像的中心坐标最近的玉米籽粒作为第一中心籽粒；

S2.2、基于所述第一中心籽粒的宽度和长度设定阈值，将所述第一中心籽粒周围符合阈值的玉米籽粒作为第二中心籽粒；以及

S2.3、基于所述第二中心籽粒的宽度和长度设定阈值，将所述第二中心籽粒周围符合阈值的玉米籽粒作为第三中心籽粒，依次类推，直至符合阈值的玉米粒子的坐标超出所述参考边界，将所有中心籽粒组成中心籽粒序列。

2.如权利要求1所述的玉米籽粒灌浆速率的测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S1.1、分别将两个时刻的玉米果穗图片转化为灰度图片；

S1.2、以多个灰度值为二值化分割阈值，将所述灰度图片转化为对应所述灰度值个数的玉米果穗二值图像，所述玉米果穗二值图像中的每个像素的像素值为0或1；以及

S1.3、对所有玉米果穗二值图像的像素执行或操作，计算各个由像素值为0或1的像素组成的块状区域的面积，当块状区域面积不变时，标记此块状区域为一个玉米籽粒，获得两个时刻玉米籽粒二值图像。

3.如权利要求1所述的玉米籽粒灌浆速率的测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S3.1、分别计算两个时刻的中心籽粒序列中各玉米籽粒的像素数量；

S3.2、基于每个时刻的各玉米籽粒的像素数量，获得该时刻玉米籽粒像素数量的平均值，并作为籽粒投影面积；以及

S3.3、将两个时刻籽粒投影面积之差的绝对值除以时间间隔，获得所述玉米籽粒灌浆速率。

4.如权利要求2所述的玉米籽粒灌浆速率的测量方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

将玉米果穗置于相机与幕布之间以进行拍摄，所述相机与所述玉米果穗的间距为30-50cm，所述果穗图像的分辨率4000×3000像素；

其中，相机图像平面、玉米果穗平面以及幕布屏幕三者平行。

5.如权利要求2所述的玉米籽粒灌浆速率的测量方法，其特征在于，所述步骤S1.1包括：

以灰度值254为二值化分割阈值，分别将两个时刻的灰度图片生成玉米果穗二值图像，并以灰度值1为步长，逐步降低二值化分割阈值，直到灰度值70，获得对应所述灰度值个数的玉米果穗二值图像。

6.如权利要求1所述的玉米籽粒灌浆速率的测量方法，其特征在于，所述步骤2.1中玉米籽粒二值图像的参考边界为将玉米籽粒二值图像沿玉米长度方向等分3段后的中段的上、下边界。

7.一种玉米籽粒灌浆速率的测量装置，与相机连接，其特征在于，包括：

二值图像模块，用于分别将两个时刻玉米果穗的图片进行二值化处理，获得两个时刻玉米籽粒的二值图像；

中心籽粒模块，与所述二值图像模块连接对所述玉米籽粒的二值图像，用于利用二值图像的中心坐标，获得若干个玉米籽粒，作为中心籽粒序列；以及

计算模块，与所述中心籽粒模块连接，用于基于所述中心籽粒序列的各籽粒的像素数量，获得该时刻玉米籽粒的投影面积，结合两个时刻的时间间隔，获得玉米籽粒灌浆速率；

所述中心籽粒模块具体用于：

设置玉米籽粒二值图像的参考边界，将距离所述玉米籽粒二值图像的中心坐标最近的玉米籽粒作为第一中心籽粒；

基于所述第一中心籽粒的宽度和长度设定阈值，将所述第一中心籽粒周围符合阈值的玉米籽粒作为第二中心籽粒；以及

基于所述第二中心籽粒的宽度和长度设定阈值，将所述第二中心籽粒周围符合阈值的玉米籽粒作为第三中心籽粒，依次类推，直至符合阈值的玉米粒子的坐标超出所述参考边界，将所有中心籽粒组成中心籽粒序列。