[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

说明书

本发明提供了一种基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法及系统，该方法包括：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。本发明在确定单株烟草种植区域时，通过对单株烟草错分为多株烟草的情况进行检查、修正，提高了烟株计数的准确性。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法及系统。

背景技术

烟草是一种重要的经济作物，是部分农户经济主要来源。为了提高烟草产量，保障烟农收入，烟草种植的精细化管理显得尤为重要。烟草植株数量以及空间分布的准确掌握能够为后期的施肥、灌溉和虫害防治提供依据，此外，还能对烟叶产量进行预估。但采用传统人工实地调查方法，效率低、准确度低、人为主观性较强，因此如何实现烟株自动提取和计数对于实现智慧烟草具有重要意义。

当前，国内外学者围绕烟草种植面积和烟草植株精细提取已开展了较多研究。对于种植面积提取，李天坤和董梅等采用面向对象的方法提取烟田面积，但该方法需选取合适分割尺度和特征；Zhu X等通过监督分类与图像形态学操作相结合，从而实现烟田面积提取。在烟草植株精细提取的研究中，夏炎等结合多特征和SLIC超像素提取烟株；谢红辉和Xie H等基于支持向量机提取烟株；Fan Z等人则通过结合分水岭分割和深度神经网络提取烟株。然而这些研究提取精度都不够高。因此，亟需一种高精度烟草植株自动提取和计数方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法及系统，能够提高烟株计数精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种基于无人机影像的烟草植株自动提取和计数方法，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。

可选地，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。

可选地，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；