[发明专利]一种作物氮素营养无损诊断的图像评价指标的建立方法

摘要

本发明公开了一种作物氮素营养无损诊断的图像评价指标的建立方法，包括：获取小麦冠层图像、叶片氮含量；分割提取小麦冠层图像，计算每幅小麦冠层图像中叶片所有非0像素点R、G、B、H、S、I分量的平均像素值作为基础颜色特征参数r、g、b、h、s、i；计算9个图像特征参数r、g、b、r‑g‑b、r‑g、r‑b、(r‑g‑b)/(r+g+b)、(r‑g)/(r+g+b)、(r‑b)/(r+g+b)；构建CMI＝(xr‑yg‑zb)，与叶片氮含量拟合，确定权重系数x、y、z，对CMI标准化处理，确定NCMI＝(xr‑yg‑zb)/(r+g+b)。本发明建立的NCMI为相对适宜的冬小麦氮素营养评价指标，具备准确性和稳定性，可对作物含氮量进行量化评价。

主权项

1.一种用于小麦氮素营养无损诊断的图像评价指标的建立方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)、取样：获取小麦冠层图像、小麦植株的叶片氮含量；(2)、利用基于H分量的K均值聚类方法分割提取小麦冠层图像，计算每幅小麦冠层图像中叶片所有非0像素点R、G、B、H、S、I分量的平均像素值作为基础颜色特征参数，分别定义为r、g、b、h、s、i；计算9个图像特征参数，即3个单色分量r、g、b，3个线性组合参数r‑g‑b、r‑g、r‑b以及3个标准化参数(r‑g‑b)/(r+g+b)、(r‑g)/(r+g+b)、(r‑b)/(r+g+b)；(3)、构建待调优的颜色组合指数CMI＝(xr‑yg‑zb)，然后与相同田块的叶片氮含量拟合，拟合步骤如下：a、设x∈[1,2]，y∈[‑1,1]，z∈[‑1,1]，绝对值越大则对应颜色分量的贡献度越大，0即无贡献度；b、在上述范围内，设步长为0.05，按步长不断调整x，y，z值，与叶片氮含量进行回归分析，计算x，y，z值与决定系数R2，构建四维数组[x,y,z,R2]；c、绘制四维数组[x,y,z,R2]的三维分布图；颜色分布表示R2高低，CMI与叶片氮含量相关性最高的区域，分布在x∈[1.5,2]，z∈[‑1,‑0.5]或y∈[‑0.5,0]，z∈[‑1,‑0.5]；d、对于小麦作物，R2最大为0.83353时，对应x，y，z即为r、g、b线性拟合的最优值，x＝1.6，y＝‑0.95，z＝‑0.8；e、对CMI标准化处理，确定NCMI具体公式如下：NCMI＝(1.6r‑0.95g‑0.8b)/(r+g+b)。