一种基于图像分析烟草成熟度的判别方法与流程

本发明涉及烟草成熟度的判别方法，特别涉及一种基于图像分析烟草成熟度的判别方法。

背景技术：

成熟度是指烟叶生长发育和干物质积累之后从生理生化上转向适合烟草工艺需求的变化程度。从字面上讲，成熟度就是烟叶走向成熟的过程。从生命规律上讲，成熟度就是烟叶生长走向衰老过程中的变化程度。从生理生化的变化规律讲，就是烟叶生长完成营养积累之后各种生理生化活动的发生程度。从化学构成讲，就是烟叶化学成份完成营养积累之后的相互交替和转化程度。目前，国内外在烟叶成熟采收时所采用的方法不尽相同。日本采用比色卡比色的方法；津巴布韦根据烟叶成熟时彩色图片颜色、烤房试验及抽屉试验的量化指标来判断烤烟成熟度；美国则通过提前1周采摘烟叶样品进行化学成分分析，以此来判断烟叶是否成熟；也曾有人提出用烤烟叶片电导率诊断法来判断烟叶成熟度。在国内烤烟生产上，主要采用叶片外观特征结合叶龄的方法，如根据不同成熟度烟叶的外观特征，茎叶夹角、适熟烟叶采收叶龄来判别烤烟的成熟度。近几年，随着光电技术的发展，色差计、光谱仪等设备被用于烟叶成熟度数据的采集，使用模糊数学等数据处理方法量化研究烟叶成熟度。就目前国内外对于烟叶成熟度检测技术研究现状来看，尚无一种田间快速、直观、操作性强的技术方法，目前存在的问题可归纳如下：依据现有的烟叶外观判定标准，运用传统的目测方法过于笼统和抽象，在应用时存在外观描述的含糊性、经验性及主观性问题，在实际操作中也很难掌握。对于目前像化学分析及色差计等方法，检测时会对烟叶造成一定的损伤，且操作复杂、成本高又缺乏实时性。

综上，烟草成熟度的判断主要依靠判定叶片的颜色。利用图像分析技术可以较容易的识别出烟草叶片的颜色特征，根据分级标准制定出合适的烟草成熟度判定指标。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于图像分析烟草成熟度的判别方法，本发明方法首先利用传统烟草成熟度判断手段构建基于烟草叶片颜色值的特征库，并构建烟草成熟度识别模型，识别度高，且方便简单。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

1.一种基于图像分析烟草成熟度的判别方法，所述判别方法包括一下详细步骤：

⑴.通过专业人员制对采集不同成熟度的烟草进行分类，并用化学分析确定成熟度；

⑵.采集不同烟草成熟度图像；

⑶.烟草图像的获取及图像的归一化处理，利用相机或其他较高分辨率的图像获取设备近距离获取烟草叶片图像，图像应只包括烟草叶片，不能有杂质；

⑷.利用图像分析方法归一化处理已获取的烟草图像，图像标准大小为800×600像素；

⑸.提取图像的R,G,B三个分量的值；

⑹.建立成熟度估测参数，筛选目前已有的颜色特征参数，以及自建的一系列特征参数，利用person相关分析方法对所有特征参数进行筛选，最终筛选成熟度参数为：MT＝(B-R)/(B-G)；

⑺.从图像中获取MT值，对照成熟度分级表判断成熟度值；

⑻.图像读取与成熟度输出可通过手机app以及电脑软件实现。

本发明的有益效果为：

1.避免了肉眼观测成熟度主观因素大。

2.判别速度快，满足生产上实时采摘的需要。

3.效率高，使用便捷性高。

附图说明

图1为本发明的成熟度判断原理图；

图2为本发明的人工筛选不同成熟度的烟草叶片。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

1、人工筛选不同成熟度的烟草叶片，并对其进行分类(图2)。成熟度分为未熟，欠熟，尚熟，成熟，完熟和过熟，具体又分为10个级别。

2、提取烟草叶片颜色特征值。

3、通过对若干特征参数进行筛选，最终筛选成熟度参数为：MT＝(B-R)/(B-G)。

4、10个级别的成熟度值如表1所示，随着成熟级别的增加，成熟度呈现增加趋势，在实际判断成熟度的过程中可以这样判断：MT<0.2为未熟1，0.2<MT<0.35为未熟2，0.2<MT<0.35为未熟2，0.35<MT<0.47为尚熟，0.47<MT<0.59为成熟1，0.59<MT<0.70为成熟2，0.7<MT<0.79为完熟1，0.90<MT<1.01为完2，1.01<MT<1.12为过熟1，1.01<MT<1.12为过熟2。

表1成熟度提取值

5、利用图像分析手段提取彩色图像的R,G,B值，并计算MT值，与表1比较，输出成熟度。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。