本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多光譜圖像獲取裝置、植被監(jiān)測方法和裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有對野外農(nóng)田里的植被進(jìn)行監(jiān)測的方法主要是利用衛(wèi)星遙感和航空攝影來獲取植被的圖像，進(jìn)而判斷植被的健康和長勢，或者通過在地面拍照獲取植被的圖像進(jìn)而進(jìn)行分析。

然而，目前存在的問題是，由于衛(wèi)星遙感和航空攝影獲取圖像的面積廣泛，僅適宜做大面積的植被長勢的判斷，但是衛(wèi)星遙感和航空拍攝獲取的圖像分辨率較低，無法精確的獲取具體地點(diǎn)的植被的健康和長勢。此外，在地面拍照獲得的彩色圖像難以通過自動識別的手段來對植被的健康和長勢進(jìn)行判斷。因此，現(xiàn)有的監(jiān)測方法均在不同程度上未能滿足需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種植被監(jiān)測方法，該植被監(jiān)測方法可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

本發(fā)明的第二個目的在于提出一種植被監(jiān)測裝置。

本發(fā)明的第三個目的在于提出一種多光譜圖像獲取裝置。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出了一種植被監(jiān)測方法，包括：接收本發(fā)明第三方面實(shí)施例的多光譜圖像獲取裝置所采集的待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像；根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)；以及根據(jù)所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法，通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的兩個不同波段的圖像，并根據(jù)這兩個不同波段的圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)，進(jìn)而根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)判斷待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，從而可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)，包括：分別從所述第一圖像和所述第二圖像中獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)；獲取所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在所述第一圖像中的第一灰度值，并獲取所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在所述第二圖像中的第二灰度值；以及根據(jù)所述第一灰度值和第二灰度值計(jì)算所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

其中，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)以下公式計(jì)算所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)：其中，α為植被生長指數(shù)，I_N為第二圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第二灰度值，I_R為第一圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第一灰度值。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述根據(jù)所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，包括：若所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)大于所述預(yù)設(shè)閾值，則判斷所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于健康狀況；以及若所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)不大于所述預(yù)設(shè)閾值，則判斷所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于不健康狀況。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在所述根據(jù)所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況之后，還包括：將所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況發(fā)送至用戶。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述將所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況發(fā)送至用戶，包括：對植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行圖像處理，其中，所述圖像處理包括對所述植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類和/或邊緣提??；根據(jù)所述圖像處理后的像素點(diǎn)確定所述處于不健康狀況的植被對應(yīng)的至少一個區(qū)域范圍；以及獲取所述至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)，并將所述至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)發(fā)送至所述用戶。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在所述根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)之前，還包括：判斷所述第一圖片和/或所述第二圖片是否滿足預(yù)設(shè)要求，其中，對所述第一圖片和/或所述第二圖片進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷所述直方圖統(tǒng)計(jì)后的像素值是否大于預(yù)設(shè)閾值，在所述像素值大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷所述第一圖片和/或所述第二圖片滿足預(yù)設(shè)要求，在所述像素值不大于所述預(yù)設(shè)閾值時，重新拍攝所述第一圖像和/或所述第二圖像。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了一種植被監(jiān)測裝置，包括：接收模塊，用于接收本發(fā)明第三方面實(shí)施例的多光譜圖像獲取裝置所采集的待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像；第一確定模塊，用于根據(jù)所述第一圖像和所述第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)；以及第二確定模塊，用于根據(jù)所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述第一確定模塊包括：第一獲取子模塊，用于分別從所述第一圖像和所述第二圖像中獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)；第二獲取子模塊，用于獲取所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在所述第一圖像中的第一灰度值，并獲取所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在所述第二圖像中的第二灰度值；以及計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述第一灰度值和第二灰度值計(jì)算所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

其中，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)以下公式計(jì)算所述坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)：其中，α為植被生長指數(shù)，I_N為第二圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第二灰度值，I_R為第一圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第一灰度值。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述第二確定模塊包括：第一判斷子模塊，用于在所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)大于所述預(yù)設(shè)閾值時，判斷所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于健康狀況；以及第二判斷子模塊，用于在所述像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)不大于所述預(yù)設(shè)閾值時，判斷所述像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于不健康狀況。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述植被監(jiān)測裝置還包括：發(fā)送模塊，用于將所述待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況發(fā)送至用戶。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述發(fā)送模塊包括：處理子模塊，用于對植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行圖像處理，其中，所述圖像處理包括對所述植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類和/或邊緣提??；確定子模塊，用于根據(jù)所述圖像處理后的像素點(diǎn)確定所述處于不健康狀況的植被對應(yīng)的至少一個區(qū)域范圍；以及發(fā)送子模塊，用于獲取所述至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)，并將所述至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)發(fā)送至所述用戶。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述植被監(jiān)測裝置還包括：判斷模塊，用于判斷所述第一圖片和/或所述第二圖片是否滿足預(yù)設(shè)要求，其中，對所述第一圖片和/或所述第二圖片進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷所述直方圖統(tǒng)計(jì)后的像素值是否大于預(yù)設(shè)閾值，在所述像素值大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷所述第一圖片和/或所述第二圖片滿足預(yù)設(shè)要求，在所述像素值不大于所述預(yù)設(shè)閾值時，重新拍攝所述第一圖像和/或所述第二圖像。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置，通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的兩個不同波段的圖像，并根據(jù)這兩個不同波段的圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)，進(jìn)而根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)判斷待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，從而可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明第三方面實(shí)施例提出了一種多光譜圖像獲取裝置，包括：至少兩個濾光片；固定支架，所述至少兩個濾光片設(shè)置在所述固定支架上；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述固定支架相連，用于旋轉(zhuǎn)所述固定支架；相機(jī)模塊，所述相機(jī)模塊用于通過所述濾光片采集待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像，其中，所述第一圖像是以第一波長區(qū)間采集的圖像，所述第二圖像是以第二波長區(qū)間采集的圖像。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括濾光輪和電機(jī)，所述電機(jī)用于根據(jù)所述相機(jī)模塊發(fā)送的控制指令，控制所述濾光輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，每個所述濾光片具有唯一標(biāo)識，所述相機(jī)模塊通過識別所述標(biāo)識確定當(dāng)前使用的濾光片。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述相機(jī)模塊還用于判斷所述第一圖片和/或所述第二圖片是否滿足預(yù)設(shè)要求，若否，則重新拍攝所述第一圖像和/或所述第二圖像。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述相機(jī)模塊為彩色相機(jī)模塊或者黑白相機(jī)模塊。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，當(dāng)所述相機(jī)模塊為彩色相機(jī)模塊時，所述至少兩個濾光片為采用中心波長為550nm前截止濾光片。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，當(dāng)所述相機(jī)模塊為黑白相機(jī)模塊時，所述至少兩個濾光片分別采用中心波長為650nm、帶寬為500-750nm的濾光片和中心波長為850nm、帶寬為800-1000nm的濾光片。

本發(fā)明實(shí)施例的多光譜圖像獲取裝置，結(jié)構(gòu)簡單且成本低。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的多光譜圖像獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明一個具體實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明另一個實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的流程圖；

圖5是本發(fā)明一個實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明一個具體實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖7是本發(fā)明另一個實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的多光譜圖像獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，多光譜圖像獲取裝置10包括：至少兩個濾光片11、固定支架12、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13和相機(jī)模塊14。

具體地，多光譜圖像獲取裝置10通過例如一根垂直安裝的桿子固定在待監(jiān)測區(qū)域的上方。所述濾光片11設(shè)置在所述固定支架12上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13與所述固定支架12相連，用于旋轉(zhuǎn)所述固定支架12，所述相機(jī)模塊14用于分別通過至少兩個濾光片11采集待監(jiān)測區(qū)域的圖像。其中，所述相機(jī)模塊14通過所述濾光片11分別采集待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像，其中第一圖像是以第一波長區(qū)間采集的圖像，第二圖像是以第二波長區(qū)間采集的圖像。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13包括濾光輪和電機(jī)，該電機(jī)用于根據(jù)相機(jī)模塊發(fā)送的控制指令，控制所述濾光輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。具體地，所述濾光輪由所述相機(jī)模塊14發(fā)出指令來進(jìn)行控制，具體的執(zhí)行可以是通過所述相機(jī)模塊14中的控制單元輸出步進(jìn)脈沖或者直接由所述相機(jī)模塊14的芯片發(fā)出步進(jìn)脈沖來使所述電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動濾光輪旋轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，每個濾光片11具有唯一標(biāo)識，相機(jī)模塊14通過識別標(biāo)識確定當(dāng)前使用的濾光片。具體地，所述濾光片11上具有能夠識別該濾光片的唯一標(biāo)識，例如二維碼等，所述相機(jī)模塊14通過檢測該標(biāo)識來明確當(dāng)前使用的濾光片。其中，所述濾光輪的旋轉(zhuǎn)是根據(jù)當(dāng)前需要采集波段的圖像來確定的，而當(dāng)前需要采集波段的圖像是根據(jù)預(yù)定需要采集的圖像序列來順序執(zhí)行的。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述相機(jī)模塊14還用于判斷第一圖片和/或第二圖片是否滿足預(yù)設(shè)要求，若否，則重新拍攝所述第一圖像和/或所述第二圖像。在一個實(shí)施例中，可以對第一圖片和/或第二圖片進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷直方圖統(tǒng)計(jì)后的像素值是否大于預(yù)設(shè)閾值，在像素值大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷第一圖片和/或第二圖片滿足預(yù)設(shè)要求，在像素值不大于預(yù)設(shè)閾值時，相機(jī)模塊14重新拍攝第一圖像和/或第二圖像。具體地，通過對像素的直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷統(tǒng)計(jì)后的像素中值是否大于閾值來確定該圖片是否合格，如果大于閾值則判斷合格，如果小于閾值則判斷不合格，不合格則需要重新拍攝。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，相機(jī)模塊14可以為彩色相機(jī)模塊或者黑白相機(jī)模塊，當(dāng)相機(jī)模塊為彩色相機(jī)模塊時，至少兩個濾光片為采用中心波長為550nm前截止濾光片，而當(dāng)相機(jī)模塊為黑白相機(jī)模塊時，至少兩個濾光片分別采用中心波長為650nm、帶寬為500-750nm的濾光片和中心波長為850nm、帶寬為800-1000nm的濾光片。

本發(fā)明實(shí)施例的多光譜圖像獲取裝置，通過設(shè)置不同波段的濾光片，由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)帶動固定支架旋轉(zhuǎn)，使得相機(jī)模塊可以通過不同波段的濾光片采集待監(jiān)測區(qū)域的圖像，從而可以通過相機(jī)模塊采集的圖像進(jìn)行圖像分析獲取待監(jiān)測區(qū)域的植被健康和生長情況，且該獲取裝置的結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

圖2是本發(fā)明一個實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的流程圖。

如圖2所示，植被監(jiān)測方法包括：

S101，接收上述實(shí)施例所述的多光譜圖像獲取裝置所采集的待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像。

具體地，在待監(jiān)測區(qū)域上方設(shè)置一個多光譜圖像獲取裝置，其中多光譜圖像獲取裝置與待監(jiān)測區(qū)域中植被高度的距離可以根據(jù)需求任意設(shè)置，例如在植被上空5米的地方設(shè)置多光譜圖像獲取裝置，通過該多光譜圖像獲取裝置向下拍攝待監(jiān)測區(qū)域的圖像。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，多光譜圖像獲取裝置包括相機(jī)模塊和濾光片，通過相機(jī)模塊和濾光片的結(jié)合采集待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像。其中，第一圖像和第二圖像采集的波段不同，例如第一圖像采集的可以是紅光波段的圖像，而第二圖像采集的可以是近紅光波段的圖像。應(yīng)當(dāng)理解的是，采集的兩個波段的圖像可以是任意的兩個波段的圖像，只要這兩個波段的圖像的波長區(qū)間不是完全重疊即可。

例如，相機(jī)模塊是彩色相機(jī)模塊，濾光片是550nm前截止濾光片。或者，相機(jī)模塊是黑白相機(jī)模塊，濾光片是中心波長為650nm帶寬為500-750nm的濾光片以及中心波長為850nm帶寬為800-1000nm的濾光片。也就是說，通過黑白相機(jī)模塊和兩個濾光片，可以獲獲取待監(jiān)測區(qū)域在紅光波段(500-750nm)和近紅光波段(800-1000nm)的圖像。

彩色相機(jī)模塊是在黑白相機(jī)模塊的傳感器表面貼裝了一塊拜爾濾光片，從而獲得彩色RGB圖像，彩色RGB圖像就是由R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)三個波段疊加構(gòu)成的彩色圖片，在彩色相機(jī)模塊前方放置550nm前截止濾光片可以獲取到不同波段的第一圖像和第二圖像。具體而言，第一圖像和第二圖像是根據(jù)彩色相機(jī)模塊的光譜響應(yīng)特性和使用的濾光片光譜透射率共同決定的，其中彩色相機(jī)模塊的光譜響應(yīng)特性由光譜響應(yīng)曲線表示，記彩色相機(jī)模塊RGB三個波段的光譜響應(yīng)曲線分別為λ_r、λ_g、λ_b，所使用的濾光片的光譜透射率記為T_i，進(jìn)而可以獲取到的波段的圖像為R、G、B＝{λ_r、λ_g、λ_b}∩T_i三個波段的圖像。

黑白相機(jī)模塊的光譜響應(yīng)范圍一般在300-1000nm之間，因此黑白相機(jī)模塊加濾光片主要由所使用的濾光片的光譜透射率和黑白相機(jī)模塊傳感器的光譜響應(yīng)曲線決定，其產(chǎn)生的圖像波段為b＝λ_s∩T_i。

應(yīng)當(dāng)理解的是，利用不同的相機(jī)模塊和濾光片的結(jié)合可以獲取到兩個不同波段的第一圖像和第二圖像，還可以通過其它方式實(shí)現(xiàn)，為了避免冗余，此處不再復(fù)贅。

S102，根據(jù)第一圖像和第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

具體地，由于第一圖像和第二圖像中采集的待監(jiān)測區(qū)域圖像的波段不同，因此第一圖像中一個像素點(diǎn)對應(yīng)的波長和第二圖像中相同的這個像素點(diǎn)對應(yīng)的波長并不相同，也就是說，同一個像素點(diǎn)在第一圖像和第二圖像中對應(yīng)的灰度值是不同的。因此，根據(jù)第一圖像和第二圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值可以計(jì)算該像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

S103，根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況。

具體地，植被生長指數(shù)越高則代表該像素點(diǎn)的植被健康狀況越好，而植被生長指數(shù)越低則代表該像素點(diǎn)的植被健康狀況越差。因此，通過對該像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)進(jìn)行判斷，可以確定該像素點(diǎn)的植被健康狀況，進(jìn)而判斷待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法，通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的兩個不同波段的圖像，并根據(jù)這兩個不同波段的圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)，進(jìn)而根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)判斷待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，從而可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

圖3是本發(fā)明一個具體實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的流程圖。

如圖3所示，植被監(jiān)測方法包括：

S201，接收上述實(shí)施例所述的多光譜圖像獲取裝置所采集的待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像。

例如，第一圖像是采集待監(jiān)測區(qū)域的紅光波段(500-750nm)的圖像，而第二圖像是采集待監(jiān)測區(qū)域的近紅光波段(800-1000nm)的圖像。

S202，分別從第一圖像和第二圖像中獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)。

具體地，從第一圖像和第二圖像中找到相同坐標(biāo)的像素點(diǎn)，進(jìn)而計(jì)算待監(jiān)測區(qū)域中每個像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)。

S203，獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在第一圖像中的第一灰度值，并獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在第二圖像中的第二灰度值。

S204，根據(jù)第一灰度值和第二灰度值計(jì)算坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)以下公式計(jì)算坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)：

$\mathrm{\α}=\frac{I_N-I_R}{I_N+I_R},$

其中，α為植被生長指數(shù)，I_N為第二圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第二灰度值，I_R為第一圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第一灰度值。

S205，若像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值，則判斷像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于健康狀況。

其中，預(yù)設(shè)閾值α_T是判斷植被健康狀況的一個判斷標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)設(shè)閾值α_T可以通過人工對待監(jiān)測區(qū)域植被的健康狀況和生長情況進(jìn)行設(shè)置，也可以通過對待監(jiān)測區(qū)域植被的健康狀況和生長情況的直方圖統(tǒng)計(jì)確定得到。

具體地，判斷每個像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)α是否大于預(yù)設(shè)閾值α_T，如果一個像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)α大于預(yù)設(shè)閾值α_T，則判斷該像素點(diǎn)的植被處于健康狀況。

S206，若像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)不大于預(yù)設(shè)閾值，則判斷像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于不健康狀況。

具體地，如果一個像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)α小于或者等于預(yù)設(shè)閾值α_T，則判斷該像素點(diǎn)的植被處于不健康狀況。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法，通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的兩個不同波段的圖像，并根據(jù)這兩個不同波段的圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)，通過將待監(jiān)測區(qū)域中每個像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷出待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，從而可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

圖4是本發(fā)明另一個實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的流程圖。

如圖4所示，植被監(jiān)測方法包括：

S301，接收上述實(shí)施例所述的多光譜圖像獲取裝置所采集的待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像。

S302，根據(jù)第一圖像和第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

S303，根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況。

S304，將待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況發(fā)送至用戶。

具體地，在判斷出待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況后，可以將待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況推送給用戶，其中，將植被健康狀況推送給用戶的方式可以包括但不限于移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等。

其中，可以將待監(jiān)測區(qū)域中的每個像素點(diǎn)的植被健康狀況發(fā)送至服務(wù)器，由服務(wù)器將每個像素點(diǎn)的植被健康狀況推送給用戶，或者服務(wù)器可以對每個像素點(diǎn)的植被健康狀況進(jìn)行圖像處理，對植被不健康的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類或者邊緣提取，從而確定在待監(jiān)測區(qū)域中植被不健康的區(qū)域，從而將這些植被不健康的區(qū)域推送給用戶。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，對植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行圖像處理，其中，圖像處理包括對植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類和/或邊緣提取，并根據(jù)圖像處理后的像素點(diǎn)確定處于不健康狀況的植被對應(yīng)的至少一個區(qū)域范圍，以及獲取至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)，并將至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)發(fā)送至用戶。具體而言，在對待監(jiān)測區(qū)域中的每個像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到每個像素點(diǎn)的植被健康狀況后，由于被判斷為不健康的植被區(qū)域是由很多被判斷為不健康的像素點(diǎn)構(gòu)成的，因此將判斷為不健康的像素點(diǎn)通過圖像分割技術(shù)，例如聚類、邊緣提取，對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行分割，并求取已分割圖像區(qū)域的像素中心點(diǎn)和圖像區(qū)域的像素半徑，將分割區(qū)域的像素中心點(diǎn)記為P_i-r，將分割區(qū)域的像素半徑記為P_i-r-c。在確定不健康植被所處的區(qū)域范圍后，通過多光譜圖像獲取裝置的安裝高度、角度和地理位置將區(qū)域范圍的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地理坐標(biāo)，從而將不健康植被所處的區(qū)域的地理坐標(biāo)發(fā)送給用戶。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在根據(jù)第一圖像和第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)之前，判斷第一圖片和/或第二圖片是否滿足預(yù)設(shè)要求，其中，對第一圖片和/或第二圖片進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷直方圖統(tǒng)計(jì)后的像素值是否大于預(yù)設(shè)閾值，在像素值大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷第一圖片和/或第二圖片滿足預(yù)設(shè)要求，在像素值不大于預(yù)設(shè)閾值時，重新拍攝第一圖像和/或第二圖像。具體地，通過對像素的直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷統(tǒng)計(jì)后的像素中值是否大于閾值P_t來確定該圖片是否合格，如果大于閾值P_t則判斷合格，如果小于閾值P_t則判斷不合格，不合格則需要重新拍攝。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法，在判斷出待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況后，將待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況推送給用戶，從而用戶可以實(shí)時獲悉該待監(jiān)測區(qū)域的植被健康和生長情況，方便用戶對植被的健康和生長情況進(jìn)行關(guān)注。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例，本發(fā)明還提出一種植被監(jiān)測裝置。

圖5是本發(fā)明一個實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖5所示，植被監(jiān)測裝置包括：接收模塊100、第一確定模塊200和第二確定模塊300。

具體地，接收模塊100用于接收上述實(shí)施例所述的多光譜圖像獲取裝置所采集的待監(jiān)測區(qū)域的第一圖像和第二圖像。

第一確定模塊200用于根據(jù)第一圖像和第二圖像中像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。

第二確定模塊300用于根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)和預(yù)設(shè)閾值確定待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的具體實(shí)現(xiàn)方式與本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的具體實(shí)現(xiàn)方式類似，具體請參見方法部分的描述，為了減少冗余，此處不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置，通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的兩個不同波段的圖像，并根據(jù)這兩個不同波段的圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)，進(jìn)而根據(jù)像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)判斷待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，從而可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

圖6是本發(fā)明一個具體實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，植被監(jiān)測裝置包括：接收模塊100、第一確定模塊200和第二確定模塊300，其中，第一確定模塊200包括：第一獲取子模塊210、第二獲取子模塊220和計(jì)算子模塊230，第二確定模塊300包括：第一判斷子模塊310和第二判斷子模塊320。

具體地，第一獲取子模塊210用于分別從第一圖像和第二圖像中獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)。

第二獲取子模塊220用于獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在第一圖像中的第一灰度值，并獲取坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)在第二圖像中的第二灰度值。

計(jì)算子模塊230用于根據(jù)第一灰度值和第二灰度值計(jì)算坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)。其中，根據(jù)以下公式計(jì)算坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)對應(yīng)的植被生長指數(shù)：其中，α為植被生長指數(shù)，I_N為第二圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第二灰度值，I_R為第一圖像中像素點(diǎn)對應(yīng)的第一灰度值。

第一判斷子模塊310用于在像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于健康狀況。

第二判斷子模塊320用于在像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)不大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷像素點(diǎn)對應(yīng)的植被處于不健康狀況。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的具體實(shí)現(xiàn)方式與本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的具體實(shí)現(xiàn)方式類似，具體請參見方法部分的描述，為了減少冗余，此處不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置，通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的兩個不同波段的圖像，并根據(jù)這兩個不同波段的圖像中同一個像素點(diǎn)的灰度值確定像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)，通過將待監(jiān)測區(qū)域中每個像素點(diǎn)的植被生長指數(shù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷出待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況，從而可以精確地判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)植被的健康和生長情況，同時降低了監(jiān)測成本。

圖7是本發(fā)明另一個實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖7所示，植被監(jiān)測裝置包括：接收模塊100、第一確定模塊200、第二確定模塊300、發(fā)送模塊400和判斷模塊500，其中，發(fā)送模塊400包括：處理子模塊410、確定子模塊420和發(fā)送子模塊430。

具體地，發(fā)送模塊400用于將待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況發(fā)送至用戶。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，發(fā)送模塊400包括：處理子模塊410、確定子模塊420和發(fā)送子模塊430。其中，處理子模塊410用于對植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行圖像處理，其中，圖像處理包括對植被處于不健康狀況的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類和/或邊緣提取。確定子模塊420用于根據(jù)圖像處理后的像素點(diǎn)確定處于不健康狀況的植被對應(yīng)的至少一個區(qū)域范圍。發(fā)送子模塊430用于獲取至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)，并將至少一個區(qū)域范圍的地理坐標(biāo)發(fā)送至用戶。

判斷模塊500用于判斷第一圖片和/或第二圖片是否滿足預(yù)設(shè)要求，其中，對第一圖片和/或第二圖片進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，判斷直方圖統(tǒng)計(jì)后的像素值是否大于預(yù)設(shè)閾值，在像素值大于預(yù)設(shè)閾值時，判斷第一圖片和/或第二圖片滿足預(yù)設(shè)要求，在像素值不大于預(yù)設(shè)閾值時，重新拍攝第一圖像和/或第二圖像。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置的具體實(shí)現(xiàn)方式與本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測方法的具體實(shí)現(xiàn)方式類似，具體請參見方法部分的描述，為了減少冗余，此處不做贅述。

本發(fā)明實(shí)施例的植被監(jiān)測裝置，在判斷出待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況后，將待監(jiān)測區(qū)域的植被健康狀況推送給用戶，從而用戶可以實(shí)時獲悉該待監(jiān)測區(qū)域的植被健康和生長情況，方便用戶對植被的健康和生長情況進(jìn)行關(guān)注。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來實(shí)現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。