[发明专利]秸秆还田监测中的图像智能分析终端及方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像分析技术领域，尤其涉及秸秆还田监测中的图像智能分析终端及方法。

背景技术

秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施，在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。秸秆还田能增加土壤有机质，改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，容量减轻，促进微生物活力和作物根系的发育。秸秆还田增肥增产作用显著，一般可增产5％～10％。《黑龙江省人民政府办公厅关于实施耕地地力保护补贴的指导意见》文件提出：从2016年秋季开始，积极推进耕地地力保护试点，探索从耕地地力保护补贴资金中集中部分资金，对实施深松整地秸秆还田的规模经营主体给予补助，深松整地并秸秆还田地块每亩补贴20元，因此需要一台终端设备可对秸秆还田的作业真实性及作业质量进行精准统计。

现有的秸秆还田监测借助高清摄像头，对秸秆还田机进行实时监控，但无法对采集的图像进行智能分析。照片采集后需要人为判断作业地块是否有秸秆，估算秸秆覆盖率。工作量较大，计算误差较大。故需要一种计算秸秆还田作业中秸秆覆盖率的智能分析装置。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供秸秆还田监测中的图像智能分析终端及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种秸秆还田监测中的图像智能分析终端，包括：后台服务器和安装在机具上的主机；

所述主机上连接有高清摄像头，所述高清摄像头用于采集秸秆还田的作业图像；

所述后台服务器与所述主机相连，所述主机定时将所述作业图像传输至后台服务器，所述后台服务器运用图像的形态学算法对作业图像进行分析处理，得到秸秆覆盖率。

作为本发明的进一步改进，所述主机上还连接有GPRS天线、GPS天线和用于识别机具作业状态的机具识别模块；

所述主机内设有用于获取机具定位信息的定位模块和用于与所述后台服务器进行数据传输的无线通讯模块。

作为本发明的进一步改进，所述主机上还设有预留接口。

本发明还提供一种秸秆还田监测中的图像智能分析方法，包括：

步骤1、高清摄像头获取秸秆还田的作业图像；

步骤2、主机定时将作业图像传输至后台服务器；

步骤3、后台服务器对作业图像进行色调(H)处理，通过MATLAB得到作业图像色调(H)分布曲线；

步骤4、后台服务器对作业图像进行饱和度(S)处理，通过MATLAB得到作业图像饱和度(S)分布曲线；

步骤5、后台服务器对作业图像进行明度(V)处理，通过MATLAB得到作业图像明度(V)分布曲线；

步骤6、为了在原图中分割出秸秆区域，需要知道秸秆区域的HSV分量的值，也就是确定图像分割的阈值，后台服务器对作业图像进行剪裁处理，得到秸秆覆盖区域照片；

步骤7、后台服务器对秸秆覆盖区域照片进行色调(H)处理，通过MATLAB得到秸秆覆盖区域照片色调(H)分布曲线；

步骤8、后台服务器对秸秆覆盖区域照片进行饱和度(S)处理，通过MATLAB得到秸秆覆盖区域照片饱和度(S)分布曲线；

步骤9、后台服务器对秸秆覆盖区域照片进行明度(V)处理，通过MATLAB得到秸秆覆盖区域照片明度(V)分布曲线；

步骤10、由HSV分布曲线可知，秸秆区域的HSV各个分量的分布范围，据此可以得到分割出秸秆区域所需的各分量的阈值范围，同时需要考虑各个分量的波动，最终选择的阈值范围是：0.006<H<0.18，S>0.08，0.4<V<0.8；

步骤11、后台服务器根据最终的阈值范围确定区域的像素个数，除以区域的总像素数得到该区域的秸秆覆盖率。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供秸秆还田监测中的图像智能分析终端及方法，主机上的高清摄像头实现秸秆还田的图像采集，并将图像传输至后台服务器，在后台服务器中运用图像的形态学算法处理图像，得到秸秆覆盖率，通过秸秆覆盖率来判断秸秆还田合格面积；本发明大大提高了秸秆还田作业中合格面积的统计准确性，减少人工环节提高监测效率，统计秸秆还田作业中作业面积及合格面积，国家按照合格面积予以发放补贴，提高补贴发放真实性。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的秸秆还田监测中的图像智能分析终端的结构图；

图2为本发明一种实施例公开的秸秆还田监测中的图像智能分析方法的流程图；