[发明专利]基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法、系统及装置

权利要求书

1.一种基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

响应于接收到计算叶片面积的请求，对待分析的叶片图片进行分割，得到叶片的彩色分割图片，其中，待分析的叶片图片为相邻图像至少有不少于五分之一重复的叶片图片；

将叶片的所有彩色分割图片进行两两拼接处理，获得完整叶片图片；

通过完整叶片图片得到叶子外轮廓，得到叶片的相关参数，其中，相关参数为叶片面积、叶片周长、叶片的长度和宽度、形状因子和形状系数中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，其特征在于，所述对待分析的叶片图片进行分割，得到叶片的彩色分割图片，具体步骤包括：

对待分析的叶片照片进行白平衡处理并映射成灰度图；

基于灰度图做自适应阈值得到二值图，填充空洞并过滤较小的区域，得到第一图片；

基于第一图片，通过种子填充算法计算连通域的位置以及特征，根据连通域外接矩形内前景色和背景色灰度值的差距，排除阴影干扰区域，得到第二图片；

对两端前景色以及孔洞进行填充，得到除干扰后的二值图；

基于去除干扰的二值图及原始图片得到叶片的彩色分割图片。

3.根据权利要求2所述的基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，其特征在于，所述基于第一图片，通过种子填充算法计算连通域的位置以及特征，根据连通域外接矩形内前景色和背景色灰度值的差距，排除阴影干扰区域，得到第二图片，具体步骤为：

通过种子填充算法计算第一图片中连通域的位置以及特征，根据连通域特征，去掉上下边缘的区域以及较小的区域，得到的二值图、连通域标记图以及连通域的特征数组。

根据所述二值图、连通域标记图以及连通域特征的数组去除阴影干扰区域，根据连通域内前景色和背景色灰度值的差距，去掉灰度值差别较大的阴影干扰区域，得到第二图片。

4.根据权利要求3所述的基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，其特征在于，对所述二值图、连通域标记图以及连通域特征的数组去除阴影干扰区域，具体步骤为：

采用OTSU方法得到所述二值图的背景灰度均值；

通过标记图以及连通域特征的数组获取每个连通域的灰度均值；

在获取每个连通域外接矩形内上下两侧背景的灰度均值；

进而计算临界灰度值limitV：limitV＝(mGlobal-mGMin)*0.5+mGMin,其中，mGMin＝min{mG[i]，i＝0，1，2，...}，其中，mGlobal为背景灰度均值，mG表示为各连通域灰度均值数组。

5.根据权利要求3所述的基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，其特征在于，所述根据前景色和背景色灰度值的差距，去掉灰度值差别较大的部分，得到去除干扰的二值图，具体步骤为：

去除不横跨前后边界的干扰背景区域，其中，前景灰度值大于临界灰度值，并且连通域没有横跨图像前后边缘；

去除叶片内部区域，其中，前景灰度值、上侧背景灰度值和下侧背景灰度值均小于临界灰度值，并且上侧灰度值和下侧灰度值与前景灰度值的差值均小于40；

去除有阴影时，造成的背景干扰，其中，上侧背景灰度值与下侧灰度值和前景灰度值的差值方向不一致，并且连通域的宽度小于图像的宽度；

去除横跨图像前后边界的阴影干扰，具体为：若横跨前后边界的连通域只有1个，并且背景上边界灰度值和背景下边界灰度值与前景灰度值的差值均小于50时，则去除前景和背景灰度均值差异较小的部分；

若横跨前后边界的连通域等于2个，则去掉连通域上下边界在图像边界的区域，根据连通域的背景灰度均值，判定是否是阴影干扰：若连通域的背景灰度均值大于临界灰度值，则两个连通域是独立的两个个体；当满足若连通域的上侧灰度值和下侧灰度值均大于临界灰度值，或者当前连通域的前景灰度值小于另一个前景灰度值，且当前前景灰度值小于临界灰度值中任意一条时，则当前连通域是叶片，否则当前连通域是阴影干扰，得到去除干扰的二值图。