[发明专利]一种植物叶面积测量方法

说明书

本发明涉及平面面积测量技术领域，更具体地，提供一种植物叶面积测量方法，通过设计多种规格的参照矩形，用4个标志点作为顶点限制矩形大小，其中1个为编码标志点，3个为非编码标志点。利用编码点关联矩形实际面积，通过对编码标志点解码获取对应矩形的面积以及非编码标志点的位置信息。4个已知的矩形顶点确定矩形的面积同时，作为参考点对图像进行透视校正，提高准确率。本发明提出的技术方案通过解码编码标志点自动提取，实现页片面积测量的自动化，同时通过选取合适的矩形面积及透视校正，可大幅提高叶面积测量的准确率。

技术领域

本发明涉及平面面积测量技术领域，更具体地，涉及一种植物叶面积测量方法。

背景技术

叶片面积是作物栽培和育种操作的常用指标之一，也是农作物产量和品质的重要评价指标，叶面积大小对植物的生长发育、作物产量以及确定杀虫剂的适当应用方面都具有十分重要的意义。关于叶片面积的测量一直是农业领域中的热点之一。

基于图像处理的叶面积测量方法的主要原理是在获取图像时加入面积已知的参照物，根据叶片与参照物的像素比例计算叶片的面积，但是大多数方法都是设置一个固定大小的参照物，参照物面积与被测叶面积差别较大时，参照物图像提取时稍有误差，就会引起被测叶面积的较大误差，影响测量精度。画一个已知面积的矩形作为参考面积，将被测叶片放到矩形内获取图像，解决了参照物固定的问题，但绘制的矩形存在误差、矩形顶点的获取精度不高，并且要把矩形的面积手动输入到软件中，达不到自动识别的目的；

所以，根据现有技术存在的问题，需要一种能精确测量各类大小植物叶片面积的测量方法。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种植物叶面积测量方法，通过制作设计多个面积不同的参照矩形，使用编码的方式关联其实际面积，选择与待测叶片大小最为相近的参照矩形作测量背景进行拍摄，在经过图像处理之后得到图像中矩形像素和叶片像素大小，利用比例公式最后精确测量植物叶面积。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种植物叶面积测量方法，包括以下步骤：

S1设计多个面积不同的参照矩形，每个参照矩形由4个标志点作为顶点来约束大小，1个为编码标志点，3个为非编码标志点。将矩形规格大小进行分类，制造多种面积大小的参照矩形，以适应不同植物叶大小的测量。

S2将各个参照矩形的编码标志点关联对应矩形的实际面积S_rectangle和标志点的实际坐标信息。构成参照矩形顶点的4个标志点中1个为编码标志点，3个为非编码标志点，对编码标志点进行编码，关联其对应矩形的实际面积以及4个标志点的实际坐标信息。在Forbes K提出的15位环形编码标志点的基础上，取其中的6位，1号位的中心在OC直线上，设置成常“黑”作为起始标志位。2-6位为编码位，其黑白的不同组合构成了不同的编码，有32种编码方式，满足区分参照矩形的同时矩形的内侧不设置编码位，可避免被测叶片遮挡编码信息，矩形范围内均可摆放叶片，使被测叶面积与矩形面积差尽量小，提高测量准确率。每个编码位可以看作是一个二进制数，通过解码不同的编码标志点可以得到不同的二进制数，设置起始位可简化解码方法、增加编码数量。

S3选择与待测植物叶面积大小最相近的参照矩形，将待测植物叶片平铺放置在参照矩形内，使用摄影器材图像获取设备获取图像。选择与待测植物叶面积最相近的参照矩形，可以有效地提高测量的准确性。在拍摄时，尽可能使镜头与被测平面平行，使所拍的的图像平面接近最大投影面积。

S4提取图像中的标志点，对编码标志点进行解码，获取矩形的实际面积S_rectangle和标志点的实际坐标信息。利用圆度信息提取图像中标志点的信息，提取的方法如下：