基于电子识别的单株梨树产量检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子检测领域，尤其涉及一种基于电子识别的单株梨树产量检测系统。
【背景技术】
[0002]梨(Pear)，水果名称，蔷薇科梨属植物，多年生落叶乔木果树，叶子卵形，花多白色，一般梨的颜色为外皮呈现出金黄色或暖黄色，里面果肉则为通亮白色，鲜嫩多汁，口味甘甜，核味微酸，凉性感。梨树在7?9月间果实成熟时采收，可鲜用或切片晒干。和冰糖一起煲水，可治疗咳嗽。其种类和品种极多，种植面积也较为宽广。
[0003]但是，如果梨树过度种植，将会导致区域的供需不平衡，梨的价格下调幅度过大，反而影响了农民的收入。因此需要进行梨树产量估算，以估算的梨树产量进行梨树种植计划的调制，在保证梨树供应的同时稳定梨的价格，维护农民的利益。
[0004]现有技术中的梨树产量检测系统或者通过人工测量的方式或者通过图像识别的方式进行，但是前者过于依赖人工，耗费大量人力成本和时间成本，后者使用单幅图像、单个估算参数进行检测，所有种类梨树的产量检测技术无差别，准确度不高，而且无法在各种雾霾天气下对梨树实现有效检测。
[0005]因此，需要一种新的梨树产量检测系统，能够替代原有的人工测量方式，提高检测效率，同时，克服雾霾天气对检测的影响，从而能够在各种天气下都能准确获得每株梨树的真实产量，为果农的生产计划提供重要的参考数据。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种基于电子识别的单株梨树产量检测系统，通过高清摄像机对单株梨树进行正面图像采集，基于正面果实数量估算全部果实数量，更关键的是，还根据大气衰减模型确定雾霾对图像的影响因素，并对各种雾霾天气下采集的图像进行去雾霾化处理，拓宽了检测系统的应用范围。
[0007]根据本发明的一方面，提供了一种基于电子识别的单株梨树产量检测系统，所述检测系统设置于单株梨树前，包括CCD视觉传感器、清晰化处理器、单侧产量识别器和嵌入式处理器，所述CCD视觉传感器用于对单株梨树的一侧进行图像采集以获得单侧梨树图像，所述清晰化处理器用于对所述单测梨树图像进行去雾霾化处理，以获得去雾霾单侧梨树图像，所述单侧产量识别器用于对所述去雾霾单侧梨树图像进行图像识别，以获得梨树单侧果实数量，所述嵌入式处理器与所述单侧产量识别器连接，用于基于所述梨树单侧果实数量确定所述单株梨树的全部产量。
[0008]更具体地，在所述基于电子识别的单株梨树产量检测系统中，还包括:供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；移动硬盘，用于预先存储梨树果实上限灰度阈值、梨树果实下限灰度阈值和估算倍率，所述梨树果实上限灰度阈值和所述梨树果实下限灰度阈值用于将图像中的梨树果实与图像背景分离，所述估算倍率用于基于梨树单侧产量估算梨树全部产量；显示设备，与所述嵌入式处理器连接，用于显示与所述单株梨树的全部产量对应的文字信息；所述CCD视觉传感器用于对所述单株梨树的正面进行拍摄，以获得所述单侧梨树图像；所述清晰化处理器包括:存储子器件，用于预先存储天空上限灰度阈值和天空下限灰度阈值，所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值用于分离出图像中的天空区域，还用于预先存储预设像素值阈值，所述预设像素值阈值取值在O到255之间；雾霾浓度检测子器件，位于空气中，用于实时检测单株梨树所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在O到I之间；区域划分子器件，连接所述CCD视觉传感器以接收所述单侧梨树图像，对所述单侧梨树图像进行灰度化处理以获得灰度化区域图像，还与存储子设备连接，将所述灰度化区域图像中灰度值在所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值之间的像素识别并组成灰度化天空子图案，从所述灰度化区域图像分割出所述灰度化天空子图案以获得灰度化非天空子图像，基于所述灰度化非天空子图像在所述巡逻区域图像中的对应位置获得与所述灰度化非天空子图像对应的彩色非天空子图像；黑色通道获取子设备，与所述区域划分子设备连接以获得所述彩色非天空子图像，针对所述彩色非天空子图像中每一个像素，计算其R，G，B三颜色通道像素值，在所述彩色非天空子图像中所有像素的R，G，B三颜色通道像素值中提取一个数值最小的颜色通道像素值所在的颜色通道作为黑色通道；整体大气光值获取子设备，与所述存储子设备连接以获得预设像素值阈值，与所述区域划分子设备和所述黑色通道获取子设备分别连接以获得所述单侧梨树图像和所述黑色通道，将所述单侧梨树图像中黑色通道像素值大于等于预设像素值阈值的多个像素组成待检验像素集，将所述待检验像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子设备，与所述区域划分子设备和所述雾霾浓度检测子设备分别连接，对所述单侧梨树图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF (edge-preservinggaussian filter)对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和O中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将I减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述区域划分子设备、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将I减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述单侧梨树图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述单侧梨树图像中每一个像素的像素值包括所述单侧梨树图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成去雾霾单侧梨树图像；所述单侧产量识别器分别与所述清晰化处理器和所述移动硬盘连接，所述单侧产量识别器包括:对比度增强子器件，与所述清晰化处理器连接以获得去雾霾单侧梨树图像，对所述去雾霾单侧梨树图像执行对比度增强处理，以获得增强图像；小波滤波子器件，与所述对比度增强子器件连接，对所述增强图像执行小波