專利名稱：玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法。
背景技術(shù)：
玉米是一種被廣泛種植的農(nóng)作物，通常需要在收獲之前通過抽樣的方式對其產(chǎn)量進(jìn)行估測。而穗粒數(shù)和百粒重是對玉米產(chǎn)量預(yù)估的重要參數(shù)，要獲得這些參數(shù)，需要對玉米籽粒的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。另外，在對玉米育種、栽培、新品種測試及品質(zhì)評估等農(nóng)業(yè)研究中，也經(jīng)常需要對玉米顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)或?qū)τ衩姿胄誀顓?shù)(如穗行數(shù)、穗粒數(shù)等)進(jìn)行測量。傳統(tǒng)的玉米顆粒計(jì)數(shù)方法是將玉米穗上脫粒，然后對籽粒數(shù)量進(jìn)行人工肉眼目測，對玉米穗性狀參數(shù)測量也是使用人工目測的方法。這種方法效率低，容易產(chǎn)生視覺疲勞，易出錯，勞動成本高，勞動強(qiáng)度大。盡管市場上已出現(xiàn)專門顆粒計(jì)數(shù)的設(shè)備，但比較昂貴。 近年來，機(jī)器視覺技術(shù)迅猛發(fā)展，其應(yīng)用已滲透到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。如果將玉米顆粒統(tǒng)計(jì)由人工檢測改進(jìn)機(jī)器視覺檢測，則不僅可以大大解放勞動力，提高檢測效率，降低勞動強(qiáng)度，而且還可以提高檢測的準(zhǔn)確度，減少人為的主觀因素，提高檢測環(huán)節(jié)的自動化程度。對于玉米顆粒的計(jì)數(shù)，目前仍然以人工計(jì)數(shù)為主，雖然已出現(xiàn)自動化數(shù)粒方案，但主要是基于傳感器技術(shù)，設(shè)備價格昂貴，難以推廣實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法，以降低現(xiàn)有計(jì)數(shù)方案的實(shí)施成本。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法，其包括步驟A :采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像進(jìn)行處理，得到第一處理區(qū)域；B :從所述第一處理區(qū)域中找到粒行提取的起始點(diǎn)；C :根據(jù)所述起始點(diǎn)從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行；D :旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，提取下一個玉米粒行；E :判斷當(dāng)前玉米粒行是否與所述首個玉米粒行相同，如果相同，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F ;否則，執(zhí)行所述步驟D ；F :依次測量各個玉米粒行的玉米粒數(shù)，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。優(yōu)選地,所述步驟A具體包括步驟Al :采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像依次進(jìn)行二值化處理、去噪處理和補(bǔ)洞處理，得到二值圖像；A2 :對所述二值圖像進(jìn)行輪廓追蹤處理，得到所述玉米穗的最長輪廓線對應(yīng)的外接矩形區(qū)域；A3:判斷所述玉米穗是否存在禿尖，如果存在，從所述外接矩形區(qū)域中去除禿尖區(qū)域，并將剩余區(qū)域作為第一處理區(qū)域；否則，直接將所述外接矩形區(qū)域作為第一處理區(qū)域。優(yōu)選地,所述步驟B具體包括步驟BI :在所述第一處理區(qū)域中，選取所述玉米穗的軸線上距離根部預(yù)定參考距離處為起始參考點(diǎn)；B2 :以所述起始參考點(diǎn)為中心，從所述第一處理區(qū)域中選取第二處理區(qū)域；B3 :在所述第二處理區(qū)域中沿橫向作像素灰度值累加，得到第二累計(jì)直方圖曲 線.B4:對所述第二累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第二平滑曲線，使用移動平均法得到所述第二累計(jì)直方圖曲線對應(yīng)的第二區(qū)域平均值曲線；B5 :對比所述第二區(qū)域平均值曲線，得到所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)；B6:根據(jù)所述第二處理區(qū)域縱向的長度和所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量，計(jì)算得到所述第二平滑曲線上的相鄰凹點(diǎn)的平均距離；B7:根據(jù)所述平均距離，依次判斷所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)與上一凹點(diǎn)的距離是否小于預(yù)定相鄰距離，如果是，剔除所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；否則，保留所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；B8:判斷所述起始參考點(diǎn)的上方和下方是否均至少存在一個剩余的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)，如果是，將所述起始參考點(diǎn)的上方距離所述起始參考點(diǎn)最近的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)作為粒行上邊緣起始點(diǎn),將所述起始參考點(diǎn)的下方距離所述起始參考點(diǎn)最近的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)作為粒行下邊緣起始點(diǎn)，所述粒行上邊緣起始點(diǎn)和所述粒行下邊緣起始點(diǎn)合稱粒行提取的起始點(diǎn)，并且將所述粒行上邊緣起始點(diǎn)和所述粒行下邊緣起始點(diǎn)之間的縱向距離記作粒行寬度；否則，執(zhí)行步驟B9 ；B9 :判斷所述起始參考點(diǎn)連續(xù)上移的距離是否已經(jīng)達(dá)到所述平均距離，如果是，將所述起始參考點(diǎn)向所述玉米穗的穗尖方向移動預(yù)定橫向值個像素的距離，執(zhí)行所述步驟B2;否則，將所述起始參考點(diǎn)上移預(yù)定縱向值個像素的距離，執(zhí)行所述步驟B2。優(yōu)選地,所述步驟C具體包括步驟Cl :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向右追蹤得到粒行右側(cè)上邊緣各點(diǎn)；C2 :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向左追蹤得到粒行左側(cè)上邊緣各點(diǎn)；C3 :以所述粒行下邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向右追蹤得到粒行右側(cè)下邊緣各點(diǎn)；C4 :以所述粒行下邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向左追蹤得到粒行左側(cè)下邊緣各點(diǎn)；C5:根據(jù)所述粒行上邊緣各點(diǎn)和下邊緣各點(diǎn)，從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行。優(yōu)選地,所述步驟Cl進(jìn)一步包括步驟Cll :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)作為第一個已追蹤到的上邊緣點(diǎn)；C12 :設(shè)前一個已追蹤到的上邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)為(Xi, Yi),設(shè)右邊相鄰的待追蹤的上邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)為(Xi+1，Yi+1)，并且Xi+1 = \+1，以點(diǎn)(Xi+1，Yi)為中心從所述第一處理區(qū)域中選取第三處理區(qū)域，所述第三處理區(qū)域的縱向長度為所述粒行寬度的2倍，所述第三處理區(qū)域的橫向長度與所述第二處理區(qū)域的橫向長度相同，在所述第三處理區(qū)域內(nèi)沿橫向作像素灰度值累加，得到第三累計(jì)直方圖曲線；i為自然數(shù)；C13:對所述第三累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第三平滑曲線，使用移動平均法得到所述第三累計(jì)直方圖曲線對應(yīng)的第三區(qū)域平均值曲線；C14:對比所述第三區(qū)域平均值曲線，得到所述第三平滑曲線上的凹點(diǎn)，并將距離直線y = Yi最近的所述第三平滑曲線上的凹點(diǎn)的縱坐標(biāo)值賦值給Yi+1 ；C15 :判斷IYw-YiI是否大于所述粒行寬度的四分之一，如果是，Yi+1 = Yi ;否則，保持Yi+1的值不變；C16 :將坐標(biāo)為(Xi+1, Yi+1)的點(diǎn)作為當(dāng)前追蹤到的上邊緣點(diǎn)；C17 :判斷Xi+1是否等于所述第一處理區(qū)域最右側(cè)的橫坐標(biāo)值，如果是，將已經(jīng)追蹤到的各個上邊緣點(diǎn)作為粒行右側(cè)上邊緣各點(diǎn)；否則，執(zhí)行所述步驟C12。 優(yōu)選地,所述步驟D具體包括步驟Dl :以當(dāng)前玉米粒行的粒行下邊緣起始點(diǎn)作為連續(xù)提取粒行的參考點(diǎn)；D2 :順時針旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，等待所述玉米穗旋轉(zhuǎn)半個粒行所對應(yīng)的角度后連續(xù)采集所述玉米穗的圖像；D3 :在當(dāng)前幀圖像中以所述參考點(diǎn)為中心選取第四處理區(qū)域，在所述第四處理區(qū)域內(nèi)沿橫向作像素灰度值累加，得到第四累計(jì)直方圖曲線；D4:根據(jù)所述第四累計(jì)直方圖曲線判斷相鄰粒行的下邊緣是否到達(dá)所述參考點(diǎn)，如果是，執(zhí)行步驟D5 ;否則，采集所述玉米穗的下一幀圖像，執(zhí)行步驟D3 ；D5:以所述參考點(diǎn)上移半個粒行位置處的點(diǎn)為中心從所述當(dāng)前幀圖像中選取第五處理區(qū)域，從所述第五處理區(qū)域中選取新的玉米粒行的粒行上邊緣起始點(diǎn)和粒行下邊緣起始點(diǎn)；D6 :根據(jù)新的玉米粒行的粒行上邊緣起始點(diǎn)和粒行下邊緣起始點(diǎn)，提取下一個玉米粒行。優(yōu)選地，所述步驟D2中所述半個粒行所對應(yīng)的角度的計(jì)算公式如下P = arcsin (dr/de)；其中，3表示所述半個粒行所對應(yīng)的角度，dr表示所述粒行寬度，de表示所述玉米穗的直徑。優(yōu)選地，所述步驟D4中通過判斷當(dāng)前幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線在所述參考點(diǎn)處的數(shù)值是否小于灰度閾值，以確定所述相鄰粒行的下邊緣是否到達(dá)所述參考點(diǎn)；
并且，所述灰度閾值的計(jì)算公式如下
^ . T max- T minV = T min+---
4
5其中，V表示所述灰度閾值，Tmax表示前一幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線的最大值，Tmin表示前一幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線的最小值。優(yōu)選地,所述步驟E具體包括步驟El :獲取首個玉米粒行中間部分上邊緣各點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)存于數(shù)組rowl中，獲取當(dāng)前玉米粒行中間部分上邊緣各點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)存于數(shù)組row2中；E2:計(jì)算所述首個玉米粒行上邊緣中間點(diǎn)所在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各上邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)的區(qū)域平均值yal，計(jì)算所述當(dāng)前玉米粒行上邊緣中間點(diǎn)所在第二預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各上邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)的區(qū)域平均值ya2,由yal和ya2得到所述首個玉米粒行和所述當(dāng)前玉米粒行在果穗圖像屏幕中心的相對距離dc = ya2-yal ；E3 :將所述數(shù)組row2中的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)分別減去dc ；E4 :根據(jù)數(shù)組rowl和數(shù)組row2中數(shù)據(jù),計(jì)算所述當(dāng)前玉米粒行與所述首個玉米粒行的上邊緣各點(diǎn)對應(yīng)相同的橫坐標(biāo)時縱坐標(biāo)的差值的絕對值的累加和；E5:判斷當(dāng)前玉米粒行是否屬于前9個玉米粒行，如果是，認(rèn)為當(dāng)前玉米粒行與所述首個玉米粒行不同，執(zhí)行步驟E6 ;否則，執(zhí)行步驟E7 ；E6 :判斷當(dāng)前玉米粒行是否是第9個玉米粒行，如果是，根據(jù)第2個玉米粒行至 第9個玉米粒行所對應(yīng)的差值絕對值的累加和計(jì)算得到累加和平均值，執(zhí)行所述步驟D ;否貝U，記錄所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和，執(zhí)行所述步驟D ;E7 :根據(jù)所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和與所述累加和平均值，判斷所述當(dāng)前玉米粒行是否是首個玉米粒行，如果是，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F ;否則，執(zhí)行所述步驟D。優(yōu)選地，所述步驟F具體包括步驟Fl :對當(dāng)前玉米粒行的圖像在所述第一處理區(qū)域內(nèi)沿縱向做像素灰度值累加，得到第一累計(jì)直方圖曲線；F2:對所述第一累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第一平滑曲線，使用移動平均法得到所述第一累計(jì)直方圖曲線的第一區(qū)域平均值曲線；F3 :對比所述第一區(qū)域平均值曲線，得到所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)；F4:根據(jù)所述第一處理區(qū)域的橫向長度和所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算得到籽粒的參考寬度；F5:根據(jù)所述參考寬度，依次判斷所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)與上一凹點(diǎn)的距離是否小于預(yù)定閾值，如果是，剔除所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；否則，保留所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；F6 :根據(jù)所述第一平滑曲線上的剩余的凹點(diǎn)的數(shù)量得到當(dāng)前玉米粒行的籽粒數(shù)；F7 :對各個玉米粒行依次執(zhí)行所述步驟Fl至F6，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。(三)有益效果本發(fā)明所述玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法，采用常用的PC攝像頭使用機(jī)器視覺的方法獲得玉米穗圖像，通過對圖像的處理分析獲得玉米穗的總粒數(shù)。所述方法無需高成本的計(jì)數(shù)設(shè)備，實(shí)施成本低，并且測量玉米穗籽粒數(shù)量快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定，檢測方法具有靈活性、實(shí)時性和精度好等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例所述玉米粒在穗計(jì)數(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法流程圖；圖3是所述外接矩形區(qū)域示意圖；圖4是第二處理區(qū)域示意圖；圖5是第二平滑曲線和第二區(qū)域平均值曲線示意圖；圖6是所述半個粒行所對應(yīng)角度的示意圖7a 7c是參考點(diǎn)D在X方向累計(jì)直方圖曲線上的變化過程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖I是本發(fā)明實(shí)施例所述玉米粒在穗計(jì)數(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，所述系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集與控制單元201、玉米穗旋轉(zhuǎn)單元和圖像采集單元。所述計(jì)算機(jī)包括互相連接的顯示器101和工控機(jī)102。所述數(shù)據(jù)采集與控制單元201連接所述工控機(jī)102。所述玉米穗旋轉(zhuǎn)單元包括24V直流單源模塊301、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器302和步進(jìn)電機(jī)303。所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器302連接所述數(shù)據(jù)采集與控制單元201、所述24V直流單源模塊301和所述步進(jìn)電機(jī)303。所述步進(jìn)電機(jī)303的輸出軸通過旋轉(zhuǎn)臺連接玉米穗500。所述圖像采集單元包括=PC攝像頭401和光源402。所述PC攝像頭401連接所述工控機(jī)102。所述光源402設(shè)置在所述PC攝像頭401周圍用于照射所述玉米穗500。所述系統(tǒng)還包括箱體600，并且所述數(shù)據(jù)采集與控制單元201、玉米穗旋轉(zhuǎn)單元和圖像采集單元均設(shè)置在所述箱體600內(nèi)部。在所述箱體600內(nèi)部與所述PC攝像頭401相對的一側(cè)貼有黑色表面的纖維板，以為采集到的玉米穗圖像提供黑色背景。本發(fā)明實(shí)施例采用PC攝像頭401對玉米穗的圖像采集。將所述系統(tǒng)連接好，接入電源，使其處于工作狀態(tài)。將所述玉米穗500直立插于玉米穗旋轉(zhuǎn)單元上，通過調(diào)整所述PC攝像頭401的距離和方位，使玉米穗圖像完整、清晰地滿幅度呈現(xiàn)在顯示器101的中央。圖像分辨率設(shè)定為640X480像素，采用黑色背景。工作時，所述步進(jìn)電機(jī)303驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臺帶動玉米穗500旋轉(zhuǎn)，所述PC攝像頭401在需要的時候采集果穗圖像。其中，本實(shí)施例中所述步進(jìn)電機(jī)303設(shè)定轉(zhuǎn)速為4. 5度/秒，采用8細(xì)分方式。圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法流程圖，如圖2所示，所述方法包括步驟A :采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像進(jìn)行處理，得到第一處理區(qū)域。所述步驟A具體包括步驟Al :采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像依次進(jìn)行二值化處理、去噪處理和補(bǔ)洞處理，得到二值圖像。設(shè)采集到的玉米穗的當(dāng)前灰度圖像的X方向(即橫向)長度為xsize, y方向(即縱向)高度為ysize,則xsize = 640像素，ysize = 480像素。需要說明的是，起初采集到玉米穗的彩色圖像后，將該圖像轉(zhuǎn)變成R、G、B三幀灰度圖像。由于G幀灰度圖像相對于背景比較清晰，因此本發(fā)明實(shí)施例均采用G幀灰度圖像進(jìn)行圖像處理。步驟A2 :采用Measure outline函數(shù)對所述二值圖像進(jìn)行輪廓追蹤處理,得到所述玉米穗的最長輪廓線對應(yīng)的外接矩形區(qū)域。圖3是所述外接矩形區(qū)域示意圖，如圖3所示，所述外接矩形區(qū)域的長度記為dx，高度記為dy，左上角坐標(biāo)為(xs，ys)，右下角坐標(biāo)為
(Xe，ye)。步驟A3 :判斷所述玉米穗是否存在禿尖，如果存在，從所述外接矩形區(qū)域中去除禿尖區(qū)域，并將剩余區(qū)域作為第一處理區(qū)域；否則，直接將所述外接矩形區(qū)域作為第一處理、區(qū)域。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例利用禿尖處果穗直徑較小的特點(diǎn)，設(shè)玉米輪廓以所述玉米穗軸線為中心在y方向的距離為dy/2的待定區(qū)域所對應(yīng)的橫坐標(biāo)為xs’，若|xs’-xs|大于dy/4，則認(rèn)為所述玉米穗存在禿尖，此時可將所述待定區(qū)域(圖3中線I左側(cè)部分)從所述外接矩形區(qū)域去除，剩余區(qū)域作為所述第一處理區(qū)域，同時令Xs = xs’。步驟B :從所述第一處理區(qū)域中找到粒行提取的起始點(diǎn)。 所述步驟B具體包括步驟BI :在所述第一處理區(qū)域中，選取所述玉米穗的軸線上距離根部預(yù)定參考距離處為起始參考點(diǎn)。本實(shí)施例中所述預(yù)定參考距離為dx/4,并且所述起始參考點(diǎn)記作C,坐豐不為(x。，yc) o步驟B2 以所述起始參考點(diǎn)為中心，從所述第一處理區(qū)域中選取第二處理區(qū)域。圖4是第二處理區(qū)域示意圖，如圖4所示，所述第二處理區(qū)域X方向?qū)挾扔洖閟x，Y方向?qū)?度為記為sy,本實(shí)施例設(shè)sx為xsize/16, sy為0. 8dy。步驟B3 :在所述第二處理區(qū)域中沿橫向作像素灰度值累加，得到第二累計(jì)直方圖曲線。步驟B4 :對所述第二累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第二平滑曲線，使用移動平均法得到所述第二累計(jì)直方圖曲線對應(yīng)的第二區(qū)域平均值曲線。圖5是第二平滑曲線和第二區(qū)域平均值曲線示意圖，如圖5所示，H2表示第二平滑曲線，H3表示第二區(qū)域平均值曲線。步驟B5 :對比所述第二區(qū)域平均值曲線，得到所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)。如圖5所示，圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)處即為所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)。步驟B6 :根據(jù)所述第二處理區(qū)域縱向的長度和所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量，計(jì)算得到所述第二平滑曲線上的相鄰凹點(diǎn)的平均距離。假設(shè)所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量為nl，則dl = sy/nl即為所述第二平滑曲線上的相鄰凹點(diǎn)的平均距離。步驟B7 :根據(jù)所述平均距離，依次判斷所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)與上一凹點(diǎn)的距離是否小于預(yù)定相鄰距離，如果是，剔除所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；否則，保留所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)。本實(shí)施例中所述預(yù)定相鄰距離為dl/2。步驟B8 :判斷所述起始參考點(diǎn)的上方和下方是否均至少存在一個剩余的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)，如果是，將所述起始參考點(diǎn)的上方距離所述起始參考點(diǎn)最近的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)作為粒行上邊緣起始點(diǎn)，記作A點(diǎn)，坐標(biāo)為(Xyya);將所述起始參考點(diǎn)的下方距離所述起始參考點(diǎn)最近的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)作為粒行下邊緣起始點(diǎn)，記作B點(diǎn)，坐標(biāo)為(X。，yb);所述粒行上邊緣起始點(diǎn)和所述粒行下邊緣起始點(diǎn)合稱粒行提取的起始點(diǎn)，并且將所述粒行上邊緣起始點(diǎn)和所述粒行下邊緣起始點(diǎn)之間的縱向距離記作粒行寬度dr;否則，執(zhí)行步驟B9;步驟B9 :判斷所述起始參考點(diǎn)連續(xù)上移的距離是否已經(jīng)達(dá)到所述平均距離dl，如果是，將所述起始參考點(diǎn)向所述玉米穗的穗尖方向移動預(yù)定橫向值個像素的距離，執(zhí)行所述步驟B2 ;否則，將所述起始參考點(diǎn)上移預(yù)定縱向值個像素的距離，執(zhí)行所述步驟B2。所述預(yù)定橫向值一般為10，所述預(yù)定縱向值一般為1、2或者5。步驟C :根據(jù)所述起始點(diǎn)從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行。所述步驟C具體包括
步驟Cl :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向右追蹤得到粒行右側(cè)上邊緣各點(diǎn)。所述步驟Cl進(jìn)一步包括步驟Cll :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)作為第一個已追蹤到的上邊緣點(diǎn)；步驟C12 :設(shè)前一個已追蹤到的上邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)為(Xi, Yi),設(shè)右邊相鄰的待追蹤的上邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)為(Xi+1，Yi+1)，并且Xi+1 = \+1，以點(diǎn)(Xi+1，Yi)為中心從所述第一處理區(qū)域中選取第三處理區(qū)域，所述第三處理區(qū)域的縱向長度為所述粒行寬度的2倍，即2dr ;所述第三處理區(qū)域的橫向長度與所述第二處理區(qū)域的橫向長度相同，在所述第三處理區(qū)域內(nèi)沿橫向作像素灰度值累加，得到第三累計(jì)直方圖曲線。本步驟Cl中i為表示編號的自然數(shù)。步驟C13 :對所述第三累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第三平滑曲線，使用移動平均法得到所述第三累計(jì)直方圖曲線對應(yīng)的第三區(qū)域平均值曲線。步驟C14 :對比所述第三區(qū)域平均值曲線，得到所述第三平滑曲線上的凹點(diǎn)，并將 距離直線I = Yi最近的所述第三平滑曲線上的凹點(diǎn)的縱坐標(biāo)值賦值給Yi+4。步驟C15 :判斷IYw-YiI是否大于所述粒行寬度的四分之一，如果是，Yi+1 = Yi ;否貝U，保持Yi+1的值不變。步驟C16:將坐標(biāo)為(Xi+1,Yi+1)的點(diǎn)作為當(dāng)前追蹤到的上邊緣點(diǎn)。步驟C17 :判斷Xi+1是否等于所述第一處理區(qū)域最右側(cè)的橫坐標(biāo)值&，如果是，將已經(jīng)追蹤到的各個上邊緣點(diǎn)作為粒行右側(cè)上邊緣各點(diǎn)；否則，執(zhí)行所述步驟C12。步驟C2 :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向左追蹤得到粒行左側(cè)上邊緣各點(diǎn)。步驟C3 :以所述粒行下邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向右追蹤得到粒行右側(cè)下邊緣各點(diǎn)。步驟C4 以所述粒行下邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向左追蹤得到粒行左側(cè)下邊緣各點(diǎn)。所述步驟C2、C3和C4的操作過程與所述步驟Cl的操作過程基本相同，在此不再贅述。步驟C5 :根據(jù)所述粒行上邊緣各點(diǎn)和下邊緣各點(diǎn)，從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行。步驟D :旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，提取下一個玉米粒行。所述步驟D具體包括步驟Dl :以當(dāng)前玉米粒行的粒行下邊緣起始點(diǎn)作為連續(xù)提取粒行的參考點(diǎn)，記作點(diǎn)D,坐標(biāo)為(xc, yd)。步驟D2 :順時針旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，等待所述玉米穗旋轉(zhuǎn)半個粒行所對應(yīng)的角度后連續(xù)采集所述玉米穗的圖像。圖6是所述半個粒行所對應(yīng)角度的示意圖，如圖6所示，半個粒行所對應(yīng)的角度的計(jì)算公式如下= a /2 = arcsin (dr/de)；其中，0表示所述半個粒行所對應(yīng)的角度，a表示I個粒行所對應(yīng)的角度，dr表示所述粒行寬度，de表示所述玉米穗的直徑。步驟D3 :在當(dāng)前幀圖像中以所述參考點(diǎn)為中心選取第四處理區(qū)域，在所述第四處理區(qū)域內(nèi)沿橫向作像素灰度值累加，得到第四累計(jì)直方圖曲線。步驟D4:根據(jù)所述第四累計(jì)直方圖曲線判斷相鄰粒行的下邊緣是否到達(dá)所述參考點(diǎn)，如果是，執(zhí)行步驟D5 ;否則，采集所述玉米穗的下一幀圖像，執(zhí)行步驟D3。所述步驟D4中通過判斷當(dāng)前幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線在所述參考點(diǎn)處的數(shù)值是否小于等于灰度閾值，以確定所述相鄰粒行的下邊緣是否到達(dá)所述參考點(diǎn)；并且，所述灰度閾值的計(jì)算公式如下

其中，V表示所述灰度閾值，Tmax表示前一幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線的最大值，Tmin表示前一幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線的最小值。
由于玉米穗是順時針旋轉(zhuǎn)，采集的果穗圖像中的中間粒行自下向上移動。因此，在采集的連續(xù)圖像中，參考點(diǎn)D位置處的X向累積灰度值會逐幀減小。圖7a 7c是參考點(diǎn)D在X方向累計(jì)直方圖曲線上的變化過程示意圖，圖7a表示在提取前一粒行時參考點(diǎn)D位于前一粒行的下邊緣，圖7b表示尋找下一個相鄰粒行的首幀圖像中參考點(diǎn)D位于下一個粒行的中部，圖7c表示尋找下一個相鄰粒行的末幀圖像中參考點(diǎn)D對應(yīng)的X方向灰度累計(jì)值已經(jīng)下降到等于所述灰度閾值V，此時認(rèn)為相鄰粒行的下邊緣到達(dá)所述參考點(diǎn)D。步驟D5 :以所述參考點(diǎn)上移半個粒行位置處的點(diǎn)為中心從所述當(dāng)前幀圖像中選取第五處理區(qū)域，從所述第五處理區(qū)域中選取新的玉米粒行的粒行上邊緣起始點(diǎn)和粒行下邊緣起始點(diǎn)。步驟D6 :根據(jù)新的玉米粒行的粒行上邊緣起始點(diǎn)和粒行下邊緣起始點(diǎn)，提取下一個玉米粒行。該步驟的提取過程與所述步驟C基本相同，在此不再贅述。步驟E :判斷當(dāng)前玉米粒行是否與所述首個玉米粒行相同，如果相同，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F ;否則，執(zhí)行所述步驟D。 所述步驟E具體包括步驟El :獲取首個玉米粒行中間部分上邊緣各點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)存于數(shù)組rowl中，獲取當(dāng)前玉米粒行中間部分上邊緣各點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)存于數(shù)組row2中。由于粒行兩端提取效果相對于中間部分較差，因此本實(shí)施例中對于首個粒行和當(dāng)前粒行，只取X坐標(biāo)在[xs+0. ldx, xe-0. Idx]范圍內(nèi)的y坐標(biāo)數(shù)據(jù)依次存于數(shù)組rowl和row2中，數(shù)組長度為0. 8dx+l0步驟E2 :計(jì)算所述首個玉米粒行上邊緣中間點(diǎn)所在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各上邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)的區(qū)域平均值yal，計(jì)算所述當(dāng)前玉米粒行上邊緣中間點(diǎn)所在第二預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各上邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)的區(qū)域平均值ya2，由yal和ya2得到所述首個玉米粒行和所述當(dāng)前玉米粒行在果穗圖像屏幕中心的相對距離dc = ya2_yal。本實(shí)施例中所述第一預(yù)定區(qū)域和第二預(yù)定區(qū)域均為X坐標(biāo)范圍[xsize/2-0. 05dx, xsize/2+0. 05dx]的對應(yīng)區(qū)域。步驟E3 :將所述數(shù)組row2中的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)分別減去dc。步驟E4 :根據(jù)數(shù)組rowl和數(shù)組row2中數(shù)據(jù),計(jì)算所述當(dāng)前玉米粒行與所述首個玉米粒行的上邊緣各點(diǎn)對應(yīng)相同的橫坐標(biāo)時縱坐標(biāo)的差值的絕對值的累加和，存儲至數(shù)組sumd中，即sumd[j] = E |row2[i]rowl [i] |,本步驟E4中，j為當(dāng)前粒行的自然數(shù)序號(首次提取的粒行序號為0，其他連續(xù)提取的粒行序號依次加I)，i e
，表示數(shù)組rowl和數(shù)組row2中對應(yīng)橫坐標(biāo)的自然數(shù)編號。步驟E5 :判斷當(dāng)前玉米粒行是否屬于前9個玉米粒行，如果是，認(rèn)為當(dāng)前玉米粒行與所述首個玉米粒行不同，執(zhí)行步驟E6 ;否則，執(zhí)行步驟E7 ；步驟E6 :判斷當(dāng)前玉米粒行是否是第9個玉米粒行，如果是，根據(jù)第2個玉米粒行至第9個玉米粒行所對應(yīng)的差值絕對值的累加和計(jì)算得到累加和平均值，記作sumO，執(zhí)行所述步驟D ;否則，記錄所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和，執(zhí)行所述步驟D。因?yàn)橛衩姿氲牧Ｐ型ǔ４笥?0行，因此，本實(shí)施例以第9行為判斷界限。步驟E7 :根據(jù)所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和與所述累加和平均值，判斷所述當(dāng)前玉米粒行是否是首個玉米粒行，如果是，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F ;否則，執(zhí)行所述步驟D。本步驟中，以2/3sum0作為差值閾值進(jìn)行判斷，如果所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和小于2/3sum0，則認(rèn)為所述當(dāng)前玉米粒行是首個玉米粒行；反之，認(rèn)為其不是首個玉米粒行。步驟F :依次測量各個玉米粒行的玉米粒數(shù)，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。所述步驟F具體包括步驟Fl :對當(dāng)前玉米粒行的圖像在所述第一處理區(qū)域內(nèi)沿縱向做像素灰度值累力口，得到第一累計(jì)直方圖曲線。 步驟F2 :對所述第一累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第一平滑曲線，使用移動平均法得到所述第一累計(jì)直方圖曲線的第一區(qū)域平均值曲線。步驟F3 :對比所述第一區(qū)域平均值曲線，得到所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)。步驟F4:根據(jù)所述第一處理區(qū)域的橫向長度和所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算得到籽粒的參考寬度。設(shè)所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量為nn，則籽粒參考寬度dd = dx/(nn+1)。步驟F5 :根據(jù)所述參考寬度，依次判斷所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)與上一凹點(diǎn)的距離是否小于預(yù)定閾值，如果是，剔除所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；否則，保留所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)。所述預(yù)定閾值一般為f―。步驟F6 :根據(jù)所述第一平滑曲線上的剩余的凹點(diǎn)的數(shù)量得到當(dāng)前玉米粒行的籽粒數(shù)。當(dāng)前玉米粒行的籽粒數(shù)等于所述第一平滑曲線上的剩余的凹點(diǎn)的數(shù)量加I。步驟F7 :對各個玉米粒行依次執(zhí)行所述步驟Fl至F6，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。為了驗(yàn)證本發(fā)明所述方法的效果，我們進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，共隨機(jī)選取各種玉米穗12個，使用本發(fā)明所述的實(shí)驗(yàn)裝置和方法，進(jìn)行穗粒數(shù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果如表I所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在光照強(qiáng)度一定的情況下，誤差主要存在于籽粒稀疏的玉米穗頂端和排列不整齊的根部。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所述方法可以對玉米穗籽粒進(jìn)行無損有效的統(tǒng)計(jì)，通過對12個不同情況玉米穗的試驗(yàn)，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率達(dá)到95%。表I玉米穗穗粒數(shù)測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法，其特征在于，包括步驟 A :采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像進(jìn)行處理，得到第一處理區(qū)域； B :從所述第一處理區(qū)域中找到粒行提取的起始點(diǎn)； C :根據(jù)所述起始點(diǎn)從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行； D :旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，提取下一個玉米粒行； E :判斷當(dāng)前玉米粒行是否與所述首個玉米粒行相同，如果相同，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F ;否則，執(zhí)行所述步驟D ; F :依次測量各個玉米粒行的玉米粒數(shù)，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟A具體包括步驟 Al :采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像依次進(jìn)行二值化處理、去噪處理和補(bǔ)洞處理，得到二值圖像； A2 :對所述二值圖像進(jìn)行輪廓追蹤處理，得到所述玉米穗的最長輪廓線對應(yīng)的外接矩形區(qū)域； A3 :判斷所述玉米穗是否存在禿尖，如果存在，從所述外接矩形區(qū)域中去除禿尖區(qū)域，并將剩余區(qū)域作為第一處理區(qū)域；否則，直接將所述外接矩形區(qū)域作為第一處理區(qū)域。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括步驟 BI :在所述第一處理區(qū)域中，選取所述玉米穗的軸線上距離根部預(yù)定參考距離處為起始參考點(diǎn)； B2 :以所述起始參考點(diǎn)為中心，從所述第一處理區(qū)域中選取第二處理區(qū)域； B3 :在所述第二處理區(qū)域中沿橫向作像素灰度值累加，得到第二累計(jì)直方圖曲線； B4:對所述第二累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第二平滑曲線，使用移動平均法得到所述第二累計(jì)直方圖曲線對應(yīng)的第二區(qū)域平均值曲線； B5 :對比所述第二區(qū)域平均值曲線，得到所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)； B6:根據(jù)所述第二處理區(qū)域縱向的長度和所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量，計(jì)算得到所述第二平滑曲線上的相鄰凹點(diǎn)的平均距離； B7:根據(jù)所述平均距離，依次判斷所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)與上一凹點(diǎn)的距離是否小于預(yù)定相鄰距離，如果是，剔除所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；否則，保留所述第二平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)； B8 :判斷所述起始參考點(diǎn)的上方和下方是否均至少存在一個剩余的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)，如果是，將所述起始參考點(diǎn)的上方距離所述起始參考點(diǎn)最近的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)作為粒行上邊緣起始點(diǎn)，將所述起始參考點(diǎn)的下方距離所述起始參考點(diǎn)最近的所述第二平滑曲線上的凹點(diǎn)作為粒行下邊緣起始點(diǎn)，所述粒行上邊緣起始點(diǎn)和所述粒行下邊緣起始點(diǎn)合稱粒行提取的起始點(diǎn)，并且將所述粒行上邊緣起始點(diǎn)和所述粒行下邊緣起始點(diǎn)之間的縱向距離記作粒行寬度；否則，執(zhí)行步驟B9 ； B9 :判斷所述起始參考點(diǎn)連續(xù)上移的距離是否已經(jīng)達(dá)到所述平均距離，如果是，將所述起始參考點(diǎn)向所述玉米穗的穗尖方向移動預(yù)定橫向值個像素的距離，執(zhí)行所述步驟B2;否貝U，將所述起始參考點(diǎn)上移預(yù)定縱向值個像素的距離，執(zhí)行所述步驟B2。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體包括步驟 Cl :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向右追蹤得到粒行右側(cè)上邊緣各點(diǎn)；C2 :以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向左追蹤得到粒行左側(cè)上邊緣各點(diǎn)； C3 :以所述粒行下邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向右追蹤得到粒行右側(cè)下邊緣各點(diǎn)； C4 :以所述粒行下邊緣起始點(diǎn)為起點(diǎn)向左追蹤得到粒行左側(cè)下邊緣各點(diǎn)； C5 :根據(jù)所述粒行上邊緣各點(diǎn)和下邊緣各點(diǎn)，從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟Cl進(jìn)一步包括步驟 Cii:以所述粒行上邊緣起始點(diǎn)作為第一個已追蹤到的上邊緣點(diǎn)； C12 :設(shè)前一個已追蹤到的上邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)為(Xi, Yi),設(shè)右邊相鄰的待追蹤的上邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)為(Xi+1，Yi+1)，并且Xi+1 =Xi+l，以點(diǎn)(Xi+1，Yi)為中心從所述第一處理區(qū)域中選取第三處理區(qū)域，所述第三處理區(qū)域的縱向長度為所述粒行寬度的2倍，所述第三處理區(qū)域的橫向長度與所述第二處理區(qū)域的橫向長度相同，在所述第三處理區(qū)域內(nèi)沿橫向作像素灰度值累加，得到第三累計(jì)直方圖曲線為自然數(shù)； C13 :對所述第三累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第三平滑曲線，使用移動平均法得到所述第三累計(jì)直方圖曲線對應(yīng)的第三區(qū)域平均值曲線； C14:對比所述第三區(qū)域平均值曲線，得到所述第三平滑曲線上的凹點(diǎn)，并將距離直線y = Yi最近的所述第三平滑曲線上的凹點(diǎn)的縱坐標(biāo)值賦值給Yi+1 ； C15 :判斷IYw-YiI是否大于所述粒行寬度的四分之一，如果是，Yi+1 = Yi ;否則，保持Yi+1的值不變； C16 :將坐標(biāo)為(Xi+1,Yi+1)的點(diǎn)作為當(dāng)前追蹤到的上邊緣點(diǎn)； C17 :判斷Xi+1是否等于所述第一處理區(qū)域最右側(cè)的橫坐標(biāo)值，如果是，將已經(jīng)追蹤到的各個上邊緣點(diǎn)作為粒行右側(cè)上邊緣各點(diǎn)；否則，執(zhí)行所述步驟C12。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟D具體包括步驟 Dl :以當(dāng)前玉米粒行的粒行下邊緣起始點(diǎn)作為連續(xù)提取粒行的參考點(diǎn)； D2 :順時針旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，等待所述玉米穗旋轉(zhuǎn)半個粒行所對應(yīng)的角度后連續(xù)采集所述玉米穗的圖像； D3 :在當(dāng)前幀圖像中以所述參考點(diǎn)為中心選取第四處理區(qū)域，在所述第四處理區(qū)域內(nèi)沿橫向作像素灰度值累加，得到第四累計(jì)直方圖曲線； D4 :根據(jù)所述第四累計(jì)直方圖曲線判斷相鄰粒行的下邊緣是否到達(dá)所述參考點(diǎn)，如果是，執(zhí)行步驟D5 ;否則，采集所述玉米穗的下一幀圖像，執(zhí)行步驟D3 ； D5:以所述參考點(diǎn)上移半個粒行位置處的點(diǎn)為中心從所述當(dāng)前幀圖像中選取第五處理區(qū)域，從所述第五處理區(qū)域中選取新的玉米粒行的粒行上邊緣起始點(diǎn)和粒行下邊緣起始占. D6 :根據(jù)新的玉米粒行的粒行上邊緣起始點(diǎn)和粒行下邊緣起始點(diǎn),提取下一個玉米粒行。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟D2中所述半個粒行所對應(yīng)的角度的計(jì)算公式如下·3 = arcsin (dr/de)； 其中，3表示所述半個粒行所對應(yīng)的角度，dr表示所述粒行寬度，de表示所述玉米穗的直徑。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟D4中通過判斷當(dāng)前幀圖像中所述第四累計(jì)直方圖曲線在所述參考點(diǎn)處的數(shù)值是否小于灰度閾值，以確定所述相鄰粒行的下邊緣是否到達(dá)所述參考點(diǎn)；并且，所述灰度閾值的計(jì)算公式如下
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟E具體包括步驟 El :獲取首個玉米粒行中間部分上邊緣各點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)存于數(shù)組rowl中，獲取當(dāng)前玉米粒行中間部分上邊緣各點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)存于數(shù)組row2中； E2 :計(jì)算所述首個玉米粒行上邊緣中間點(diǎn)所在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各上邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)的區(qū)域平均值yal，計(jì)算所述當(dāng)前玉米粒行上邊緣中間點(diǎn)所在第二預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各上邊緣點(diǎn)的縱坐標(biāo)的區(qū)域平均值ya2，由yal和ya2得到所述首個玉米粒行和所述當(dāng)前玉米粒行在果穗圖像屏幕中心的相對距離dc = ya2-yal ； E3 :將所述數(shù)組row2中的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)分別減去dc ； E4 :根據(jù)數(shù)組rowl和數(shù)組row2中數(shù)據(jù),計(jì)算所述當(dāng)前玉米粒行與所述首個玉米粒行的上邊緣各點(diǎn)對應(yīng)相同的橫坐標(biāo)時縱坐標(biāo)的差值的絕對值的累加和； E5 :判斷當(dāng)前玉米粒行是否屬于前9個玉米粒行，如果是，認(rèn)為當(dāng)前玉米粒行與所述首個玉米粒行不同，執(zhí)行步驟E6 ;否則，執(zhí)行步驟E7 ； E6 :判斷當(dāng)前玉米粒行是否是第9個玉米粒行，如果是，根據(jù)第2個玉米粒行至第9個玉米粒行所對應(yīng)的差值絕對值的累加和計(jì)算得到累加和平均值，執(zhí)行所述步驟D ;否則，記錄所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和，執(zhí)行所述步驟D ； E7 :根據(jù)所述當(dāng)前玉米粒行對應(yīng)的差值絕對值的累加和與所述累加和平均值，判斷所述當(dāng)前玉米粒行是否是首個玉米粒行，如果是，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F ;否則，執(zhí)行所述步驟D。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟F具體包括步驟 Fl :對當(dāng)前玉米粒行的圖像在所述第一處理區(qū)域內(nèi)沿縱向做像素灰度值累加，得到第一累計(jì)直方圖曲線； F2:對所述第一累計(jì)直方圖曲線進(jìn)行平滑處理得到第一平滑曲線，使用移動平均法得到所述第一累計(jì)直方圖曲線的第一區(qū)域平均值曲線； F3 :對比所述第一區(qū)域平均值曲線，得到所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)； F4:根據(jù)所述第一處理區(qū)域的橫向長度和所述第一平滑曲線上的凹點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算得到籽粒的參考寬度； F5 :根據(jù)所述參考寬度，依次判斷所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)與上一凹點(diǎn)的距離是否小于預(yù)定閾值，如果是，剔除所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)；否則，保留所述第一平滑曲線上的當(dāng)前凹點(diǎn)； F6 :根據(jù)所述第一平滑曲線上的剩余的凹點(diǎn)的數(shù)量得到當(dāng)前玉米粒行的籽粒數(shù)； F7 :對各個玉米粒行依次執(zhí)行所述步驟Fl至F6，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玉米粒在穗計(jì)數(shù)方法，涉及機(jī)器視覺領(lǐng)域。所述方法包括步驟A采集玉米穗的當(dāng)前灰度圖像，對所述當(dāng)前灰度圖像進(jìn)行處理，得到第一處理區(qū)域；B從所述第一處理區(qū)域中找到粒行提取的起始點(diǎn)；C根據(jù)所述起始點(diǎn)從所述第一處理區(qū)域內(nèi)提取首個玉米粒行；D旋轉(zhuǎn)所述玉米穗，提取下一個玉米粒行；E判斷當(dāng)前玉米粒行是否與所述首個玉米粒行相同，如果相同，剔除所述當(dāng)前玉米粒行，執(zhí)行步驟F；否則，執(zhí)行所述步驟D；F依次測量各個玉米粒行的玉米粒數(shù)，得到所述玉米穗的總籽粒數(shù)。所述方法無需高成本的計(jì)數(shù)設(shè)備，實(shí)施成本低，并且測量玉米穗籽粒數(shù)量快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定，檢測方法具有靈活性、實(shí)時性和精度好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G06M11/00GK102750584SQ20121011549
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者劉長青, 陳兵旗 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)