[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

说明书

本发明公开一种基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，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。测量精度高、方法简单、不损害叶片，便于携带，可以在室内外使用，抗干扰能力强。该发明得到的叶片结果为彩色图片，既保留了叶片特征，也方便后续对叶片虫损、病斑等特征的后续分析。

技术领域

本发明涉及叶片面积技术领域，尤其涉及一种基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法、系统及装置。

背景技术

叶片是植物光合作用，进行营养吸收与转化的部位，其面积大小对作物生长发育、抗逆性及产量的影响很大，是遗传育种、作物栽培等方面研究经常考虑的内容，也是评价环境因子效应的重要生长指标。因此掌握植物叶片的生长规律，对于指导生产、指定高产优质高效栽培技术措施具有积极的意义。植物叶片几何参数主要包括面积、周长、叶长和叶宽等。目前，对于叶片面积测量方法的研究较多，传统方法主要有包括网格法、打孔称重法、相关系数测定法和回归方程法、剪纸称重法、图像像素法以及新型科技包括叶面积扫描仪等。传统的叶面积测量方法费工、耗时，测量步骤繁杂，对叶片有破坏性，对不规则的叶片测量误差较大。较先进的方法包括市场上现有的几款叶面积仪，它们测量精确度高、误差小、简单、方便。但是大部分叶面积仪主要是针对单叶片和较小的叶片，不适用玉米、水稻等较长的叶片；有些叶面积仪虽然可以测量长叶片，但是需要使用大型扫描仪，设备复杂，不便于操作，还要将叶片采摘下来，破坏叶片的生长；有些虽然方便携带，但是只是处理出黑白颜色的叶片，不能对叶片的虫损，病斑进行后续分析。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法、系统及装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种基于图像拼接的活体长叶片叶面积分析方法，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。

作为一种可实施方式，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。

作为一种可实施方式，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。