[发明专利]一种玉米果穗性状分析的方法及装置、玉米性状分析设备

权利要求书

1.一种玉米果穗性状分析的方法，其特征在于，包括：

获取对玉米果穗进行拍照的目标图像；

通过预先训练的分割模型分割出所述目标图像中的背景区域和所述目标图像中玉米果穗上的秃尖区域、空粒区域、病害区域、瘪粒区域和正常区域；

通过预先训练的计数模型统计出所述玉米果穗中病害区域的病害籽粒数、所述瘪粒区域的瘪粒籽粒数和所述正常区域的正常籽粒数；

其中，所述正常区域为所述玉米果穗中饱满无病害的玉米粒所在的区域；

所述分割模型的训练方法包括：

获取若干对玉米果穗进行拍照得到的图像，作为第一输入样本，预先采用不同颜色标记出每一第一输入样本中的背景区域，以及玉米果穗上的秃尖区域、空粒区域、病害区域、瘪粒区域和正常区域，得到第一输出样本；

将每一第一输入样本和与该第一输入样本对应的第一输出样本作为一组第一训练样本，通过若干组第一训练样本利用全卷积神经网络进行训练，得到所述分割模型；

所述计数模型的训练方法包括：

获取若干预先分割出了玉米果穗中的病害区域、瘪粒区域和正常区域的图像，作为第二输入样本，对每一第二输入样本，预先分别对该第二输入样本中的病害区域、瘪粒区域和正常区域中的玉米籽粒进行打点标记，并基于打点标记得到的打点图和二维高斯分布概率密度图得到点分布密度图，将该点分布密度图作为第二输出样本；

将每一第二输入样本和与该第二输入样本对应的第二输出样本作为一组第二训练样本，通过若干组第二训练样本利用随机森林模型进行训练，得到所述计数模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过所述分割模型分割出所述目标图像中的背景区域和所述目标图像中玉米果穗上的秃尖区域、空粒区域、病害区域、瘪粒区域和正常区域后，还包括：

测量所述目标图像中玉米果穗从穗基部到穗顶端的长度，得到所述目标图像中玉米果穗的穗长；

测量所述目标图像中玉米果穗秃尖区域的长度，得到所述目标图像中玉米果穗的秃尖长；

测量所述目标图像中玉米果穗中空粒区域、病害区域、瘪粒区域和正常区域的区域面积，计算空粒区域、病害区域、瘪粒区域和正常区域的区域面积的比值；

测量所述目标图像中玉米果穗沿着穗长方向排列的行数，得到所述目标图像中玉米果穗的穗行数；

统计所述目标图像中玉米果穗每一穗行中玉米粒的数量，将各穗行玉米粒的数量平均值作为所述目标图像中玉米果穗的行粒数；

测量所述目标图像中玉米果穗中部区域的直径平均值，得到所述目标图像中玉米果穗的穗直径；

测量所述目标图像中玉米果穗中部区域的周长平均值，得到所述目标图像中玉米果穗的穗周长；

测量所述目标图像中玉米果穗中部区域中，位于分割的正常区域中的各玉米粒的宽度，计算中部区域中属于正常区域的玉米粒的宽度平均值，得到所述目标图像中玉米果穗的粒宽度；

测量所述目标图像中玉米果穗中部区域中，位于分割的正常区域中的各玉米粒的厚度，计算中部区域中属于正常区域的玉米粒的厚度平均值，得到所述目标图像中玉米果穗的粒厚度；

其中，所述中部区域为自所述目标图像中玉米果穗的穗基部到穗顶端间的中点向穗基部和穗顶端延伸得到的玉米果穗中段上的区域，玉米果穗中段的长度为穗长的三分之一。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述获取对玉米果穗进行拍照的目标图像，包括：

获取对玉米果穗进行拍照的照片，对拍照的照片进行裁切和拼接得到所述目标图像。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若接收到显示所述目标图像中玉米果穗性状的指令，显示测量的所述目标图像中玉米果穗的病害籽粒数、瘪粒籽粒数、正常籽粒数、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗直径、穗周长、粒宽度、粒厚度，以及所述目标图像中玉米果穗的空粒区域、病害区域、瘪粒区域和正常区域的区域面积的比值。

5.一种玉米性状分析设备，其特征在于，包括玉米承载平台、摄像头和数据处理器；

其中，在所述玉米承载平台上设置有多个摄像头，用于对放置在所述玉米承载平台上的玉米果穗进行拍照，将拍摄的照片传输至所述数据处理器；

所述数据处理器用于执行权利要求1-4任一项所述的方法。