[发明专利]便捷式的基于图像识别的水稻整穗测量方法及其应用

说明书

本申请提出了便捷式的基于图像识别的水稻整穗测量方法及其应用，包括以下步骤：S100、分别获取水稻的整穗图像以及水稻分离一次枝梗和二次枝梗后的枝梗图像；S200、分别对整穗图像和枝梗图像进行图像校正，以得到整穗校正图和枝梗校正图，以及换算比例尺；S300、对整穗校正图做分割得到二值图，以获取水稻整穗长及路径点集；S400、对水稻穗粒识别定位；S500、获取并区分水稻一次枝梗和二次枝梗的轮廓信息；S600、计算得到水稻一次枝梗和二次枝梗的表型信息以得到整体参数。本申请可以获得长度、穗粒数等的高精度测量、计数，极大地提高了使用的便捷性，满足了用户的高精度要求。

技术领域

本申请涉及植物表型测量技术领域，特别是涉及便捷式的基于图像识别的水稻整穗测量方法及其应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一。人口的持续增加，对高产量的作物育种提出了新要求。水稻产量由穗数、小穗数、粒形等三个特性来决定，而小穗数与穗分支数密切相关，粒的大小形状影响产量。水稻穗的发育生长也可用于评估疾病状态、营养、生长阶段等。因此，水稻整穗的表型研究很有必要。然而，对水稻穗数、小穗数、粒形等测量，传统方法耗时耗力，对穗型的测量提出了新的要求。

现有技术如我司在先专利CN201510323529.1 公开的一种基于图像处理的作物种子计数方法能准确快速地给种子计数，同时在此分割基础上可以对种子的大小形状等参数做测量，但该方法在测量前需要脱粒或脱壳，破坏了穗结构特征，一级、二级枝梗的信息无法获取。又如[D. Wu, Z. Guo, J. Ye, H. Feng, J. Liu, G. Chen, J. Zheng, D. Yan,X. Yang, X. Xiong, Q. Liu, Z. Niu, A.P. Gay, J.H. Doonan, L. Xiong, W. Yang,Combining high-throughput micro-CT-RGB phenotyping and genome-wideassociation study to dissect the genetic architecture of tiller growth inrice, J. Exp. Bot. 70 (2019) 545–561]结合X射线成像和可见光成像来区分饱满与不饱满小穗，X光在不需要脱壳的情况下能够测量种子内部结构，但是这里仍需要脱壳，穗结构特性仍然不能得到。

综上，目前已有的测量设备和测量方法要么在实际使用上不够便捷，要么是获取的参数侧重点不同。为此，亟待一种便捷式的基于图像识别的水稻整穗测量方法及其应用，以高效获取多参数的整穗表型信息。

发明内容

本申请实施例提供了便捷式的基于图像识别的水稻整穗测量方法及其应用，针对目前技术存在的操作不具有便捷性、参数的全面性准确性欠佳等的问题。

本发明核心技术主要是在特定背景板上，先后分别进行水稻整穗和水稻一次和二次枝梗图像采集，检测背景板上标定物并做图像校正以及比例尺计算，通过整穗分析和枝梗分析，分别获取整穗长度信息和枝梗长度、穗粒数等相关信息。

第一方面，本申请提供了便捷式的基于图像识别的水稻整穗测量方法，所述方法包括以下步骤：

S100、分别获取水稻的整穗图像以及水稻分离一次枝梗和二次枝梗后的枝梗图像；

S200、分别对整穗图像和枝梗图像进行图像校正，以得到整穗校正图和枝梗校正图，以及换算比例尺；

S300、对整穗校正图做分割得到二值图，并对该二值图进行骨架分析及最短路径分析，以获取水稻整穗长及路径点集；

S400、基于枝梗校正图对水稻穗粒识别定位；

S500、基于枝梗校正图获取并区分水稻一次枝梗和二次枝梗的轮廓信息；

S600、计算得到水稻一次枝梗和二次枝梗的表型信息以得到整体参数和每个枝梗参数。

进一步地，步骤S100中，水稻分离一次枝梗和二次枝梗后的枝梗图像的具体步骤为：