基于RGB图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法与流程

本发明涉及生长信息测量
技术领域：
，更具体的说是涉及一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法。
背景技术：
：作物叶面积对于很多涉及到作物的科研项目都是一项重要的作物生长参数，叶面积的大小直接影响到作物的光合作用利用太阳光面积的大小，最终影响到产量的高低，测出叶面积的数据可用来指导实践，该参数的准确与否对于这些科研项目具有积极的意义。现有技术中测量叶面积精确度较高的方法有称重法、网格法等，但是称重法需要从作物上采集大量的叶片，进行破坏性测量，而且测量步骤非常繁琐，网格法同样属于破坏性测量，影响作物的正常生长，而且速度慢，所需时间长。针对这些情况，现有技术中还出现了使用激光测距、定位、然后采用图像处理来测量叶面积的方法，但是首先激光定位和测距设备较昂贵，不宜普遍适用，其次采用的图像处理方法并非完全符合叶片识别的原理，会造成叶面积计算的误差。另外，现有技术中关于采集叶面面积是使用高精尖设备获取图像，以保证计算精度，然而虽然保证了叶面积计算精度，但是昂贵的设备无法得到大范围的推广。因此，如何提供一种计算准确的基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法，叶面积计算准确,无需昂贵的拍摄设备，无需调整镜头与背景距离，只需将叶片完全拍摄即可。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法，具体步骤包括：步骤一：将棉花叶片完全贴合在规则的背景上，并拍照得到原始图像；步骤二：对所述原始图像进行裁剪，得到一次图像；步骤三：所述一次图像进行二阶化处理，得到二阶化图像；步骤四：计算所述二阶化图像的白黑像素点之比；步骤五：得到真实的棉花叶片面积。优选的，在上述的一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法中，所述步骤一中，拍照时照片完全涵盖棉花叶片和背景。优选的，在上述的一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法中，所述步骤二中，以背景的一边为基准将背景裁剪成正方形，将棉花叶片完全落入正方形内。优选的，在上述的一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法中，所述背景颜色为白色。优选的，在上述的一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法中，利用matlab对一次图像进行二阶化处理。优选的，在上述的一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法中，步骤四中白黑像素点之比为pw:pb。优选的，在上述的一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法中，棉花叶片面积其中s′表示背景面积。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法，在实施时只需要随身携带的手机或者相机和一个a4白纸板，拍照时相机与纸板的距离可远可近，易操作，图像处理可以用matlab批量进行，测量结果准确，误差可控。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明的流程图；图2为本发明二阶化图片示意图。具体实施方式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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法，无需将待测棉花叶离体，并且测量准确。一种基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法，所述的基于rgb图像高通量无损获取田间棉花有效叶面积的方法包括如下步骤：1)采用标准的白色a4纸(210*297mm)，面积为62.37cm2，并将白纸贴附于轻便的塑料板或者硬纸板上；2)利用白色a4纸作背景在田间给待测棉花叶片拍照；3)利用电脑自带的画图软件围绕白纸边缘剪裁照片，按照白色a4纸宽边为一边进行裁剪；4)利用matlab批量二阶化图片，并计算出白黑像素点总数为pw和pb；5)批量计算出被测植物叶片的真实面积为s，单位为cm2。在本发明的实施例中，所述的在田间给待测棉花叶片拍照包括如下步骤：1)将棉花待测叶片轻轻地贴附于白色a4纸，棉花叶片尽量靠近纸板一个边缘，不分上下左右；2)将手机对准白色a4纸，相片完全包括a4白纸，手机相机与a4纸尽量平行，距离适中即可。3)将采集的所有照片按照序号统一命名保存于电脑中。在本发明的实施例中，所述的利用电脑自带的画图软件围绕白纸边缘剪裁照片包括如下步骤：1)照片以电脑自带的画图软件打开，缩放到电脑桌面能完整看到照片为准；2)以白色a4纸的一条边为准裁剪照片，得到一个正方形图片；如图中a4纸稍有倾斜可进行图形矫正，尽量还原纸板长方形形状。在本发明的实施例中，利用matlab批量二阶化图片，并计算出白黑像素点为pw和pb包括如下步骤：1)将裁剪好的照片保存在matlab目标文件夹下，files＝dir('*.jpg')；2)批量读入原始图像imread(files(i).name)；3)rgb图像像素读取并single矩阵，redchannel＝rgbimage(:,:,1)；greenchannel＝rgbimage(:,:,2)；bluechannel＝rgbimage(:,:,3)；red＝single(redchannel)；green＝single(greenchannel)；blue＝single(bluechannel)；4)计算rgb平均值，redmean(i)＝mean(mean(red))；greenmean(i)＝mean(mean(green))；bluemean(i)＝mean(mean(blue))；5)利用rdivide，roicolor二阶化图片；6)计算黑白像素总量sum7)批量输出到excel，files＝1:numel(files)；xlswrite应用例：叶片编号li-3100careameter仪器测量结果本方法1117.24118.93263.2963.823117.82119.91li-3100careameter叶面积仪，通过传输带将叶片送入带有荧光光源的分析器，当叶片通过荧光光源时，其影像通过镜面反射到固定在仪器后部的扫描照相机上，这种独特的光学设计使得测量的准确性大大提高。此外，可调整的压迫式滚筒能够使卷曲的叶片变平，并使其恰好处于两个透明的传输带之间，保证测量的准确性，但是使用该叶面积仪需要将叶片取下进行检测，而且检测过程繁琐，同时该叶面积仪的价格相当昂贵，对于普通用户，或者小范围的使用并不适用。本实施例的方法与li-3100careameter叶面积仪相比，操作简单方便，成本低，在实施时只需要随身携带的手机或者相机和一个a4白纸板，拍照时相机与纸板的距离可远可近，易操作，图像处理可以用matlab批量进行，测量结果准确，误差可控；同时无需摘下叶片，对叶片达到无损，总之推广性强，可广泛使用。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12