[发明专利]基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法及系统

权利要求书

1.一种基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待测区域图像，确定待测区域图像中的烟田区域；

对所述烟田区域中的杂草进行剔除，确定烟草种植行；

对所述烟草种植行进行图像像素分割，得到多个单株烟草种植区域；

判断所述单株烟草种植区域中是否存在将单株烟草错分为多株烟草的情况，若存在，重新确定单株烟草种植区域；

对重新确定的单株烟草种植区域的数量进行统计，确定烟株数量。

2.根据权利要求1所述的基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，其特征在于，所述重新确定单株烟草种植区域，具体包括：

S1，基于每个单株烟草种植区域对应的连通域，确定每个连通域的外接矩形；

S2，获取每个外接矩形的中心坐标，将外接矩形的中心坐标作为连通域的中心坐标；

S3，分别计算目标区域内同一行相邻连通域之间的相邻距离s和第一平均距离S；所述相邻距离为相邻连通域两两之间的距离；所述第一平均距离为目标区域内所有连通域相邻距离之和的平均值；

S4，获取所述相邻距离中的最小值s_min，当s_min+k＜S时，将与s_min对应的两个连通域的中心坐标替换为两个连通域中心坐标的中点，将以所述中点为中心坐标的连通域确定为单株烟草种植区域，并返回执行S4，直至S＝s_min+k，k为第一参数。

3.根据权利要求1所述的基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，其特征在于，所述重新确定单株烟草种植区域，具体包括：

S5，基于每个单株烟草种植区域对应的连通域，确定每个连通域的外接矩形；

S6，获取每个外接矩形的中心坐标，将外接矩形的中心坐标作为连通域的中心坐标；

S7，分别计算目标区域内同一行相邻连通域之间的第二平均距离以及第n个连通域与第n+1个连通域之间坐标分量的距离x_s、y_s；n≥1；所述第二平均距离为目标区域内同一行相邻连通域之间的距离之和的平均值；

S8，判断x_ss₀且y_ss₀是否成立，若成立，将第n个连通域与第n+1个连通域的中心坐标替换为两个连通域中心坐标的中点，将以所述中点为中心坐标的连通域确定为单株烟草种植区域，并计算所述中点与第n+2个连通域的坐标分量的距离x_s、y_s，返回步骤S8；

若不成立，令s₀+q，返回执行S8，直至s₀＝S，返回步骤S8；其中，s₀为第二参数，q为第三参数。

4.根据权利要求1所述的基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，其特征在于，所述获取待测区域图像，确定待测区域图像中的烟田区域，具体包括：

通过无人机对待测区域进行拍摄，得到待测区域图像；

基于待测区域图像，沿烟田边缘描绘得到掩膜数据；

将掩膜数据与所述待测区域图像作矩阵乘法，提取待测区域图像中的烟田区域。

5.根据权利要求1所述的基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，其特征在于，所述对烟田区域中的杂草进行剔除，确定烟草种植行，具体包括：

提取烟田区域图像中的G通道，并对提取的G通道图像依次作直方图均衡化、二值化，得到提取的G通道二值图；

构建过绿差值指数，将所述提取的G通道二值图与所述过绿差值指数相乘，确定烟草种植行；所述过绿差值指数用于区分所述烟田区域中的烟草和杂草。

6.根据权利要求5所述的基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，其特征在于，采用如下公式计算所述过绿差值指数：

EXDI＝3×G-1.2×R-0.8×B；

其中，EXDI为过绿差值指数，G为图像绿波段值，R为图像红波段值，B为图像蓝波段值。