專利名稱：一種植物葉表圖像信息采集暗箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采集植物圖像信息裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種采集植物葉表圖像信息的暗箱裝置，為作物葉片表觀圖像信息的定量分析奠定基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
作物葉表狀況反映著作物的外觀、健康、病害等多種信息，隨著機(jī)器視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得采用圖像處理技術(shù)定量分析葉片的諸如形狀、顏色、紋理等表觀信息成為可能。獲取特征突出的葉片圖像數(shù)據(jù)是進(jìn)行圖像分析的第一歩，影響圖像數(shù)據(jù)采集的因素有多種如葉表的褶皺、彎曲等不利于葉片表面信息的提??；外界光源的多變不利于采集環(huán)境的統(tǒng)ー；光照的方位、顏色、強(qiáng)度對葉表的細(xì)節(jié)信息影響頗大。傳統(tǒng)圖像信息采集暗箱，往往由于缺少葉片平整、光強(qiáng)及目標(biāo)背景顏色等調(diào)整裝置，導(dǎo)致不利于葉片圖像信息的采集。介于此需研制一種可以平整葉片、調(diào)整光強(qiáng)、變換光色、背景統(tǒng)ー的暗箱攝像裝置，以應(yīng)對提取各類型葉片圖像特征信息的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在干，針對已有暗箱技術(shù)中缺乏裝置內(nèi)部對葉片平整、拍攝光源環(huán)境進(jìn)行調(diào)整功能的缺陷，提供一種能適用于各類規(guī)格與形狀，光源強(qiáng)度、色調(diào)調(diào)控較好，拍攝圖像清晰的采集植物葉表圖像信息的暗箱裝置。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。ー種植物葉表圖像信息采集暗箱，該暗箱包括箱體、遮光簾桿、絲杠搖把、遮光簾、 白色光源、透明玻璃、隔光腔、0. 6cm厚的磨玻璃、葉片喂入口、橡膠碾輥、碾輥搖把、光杠、絲杠、CCD攝像頭、連接套、定位板、插入口 ；其中，箱體的正面裝有遮光簾桿和遮光簾，其余五面均為封閉；該箱體被0.6cm厚的磨玻璃隔成上下兩層，在上層中磨玻璃的后方固定有ー塊左右兩側(cè)設(shè)有凹孔的定位板， 在該板的正上方設(shè)連接套，在該套的左右兩側(cè)設(shè)有與定位板兩凹孔相對應(yīng)的通透圓孔；絲杠穿過連接套左側(cè)圓孔，其下端活動定位于定位板的左側(cè)凹孔內(nèi)，其頂端伸出箱體頂層外并與絲杠搖把相連接；光杠穿過連接套右側(cè)圓孔后，其下端固定于定位板的右側(cè)凹孔內(nèi)，其上端與箱體頂層下方相固定；CCD攝像頭固定于連接套的前側(cè)下方；在磨玻璃的右側(cè)邊距離下方磨玻璃面0. 3 0. 5mm處定位橡膠碾輥后形成一條縫隙，在箱體的右側(cè)面上與該縫隙相對應(yīng)處平行開設(shè)一條等寬的縫隙，該兩縫隙組成葉片喂入口，在橡膠碾輥的前向端部與碾輥搖把相連接；在下層中在磨玻璃下方距離3. 8mm處平行設(shè)一透明玻璃，該透明玻璃與磨玻璃之間形成隔光腔，并在箱體的右側(cè)面上與該隔光腔的右端邊相對應(yīng)處平行開設(shè)ー 條高度為3. 8mm的縫隙，該兩縫隙組成彩色玻璃紙的插入口 ；在透明玻璃的下方平行設(shè)置可調(diào)式的白色光源。所述白色光源的光強(qiáng)為4000 16000坎德拉。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明暗箱通過調(diào)整絲杠可升降攝像頭的位置，可以獲取與下方目標(biāo)葉樣尺寸大小相對應(yīng)的清晰葉片圖像；2、本發(fā)明暗箱通過碾壓輪的轉(zhuǎn)動，既可將由葉片喂入口插入的葉片傳送至攝像頭的下方，在此過程中又可將帶有褶皺、彎曲的葉片擠壓平整；3、本發(fā)明暗箱可根據(jù)葉片不同顔色、厚度的特點(diǎn)，通過照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)光強(qiáng)和光色， 以達(dá)到最佳的透視光照效果，拍攝出優(yōu)質(zhì)的照片；4、不同類型植物葉片大小不一，可通過調(diào)整攝像頭的高度，以獲得大小合適的視頻圖像；根據(jù)不同色澤的葉片，調(diào)整葉片背景顔色，更有利于葉片目標(biāo)區(qū)域的分割；調(diào)整暗箱內(nèi)部光照的強(qiáng)度，也有利于過濾葉表信息，凸顯感興趣區(qū)域，壓制無關(guān)細(xì)節(jié)信息。


圖1 ー種植物葉表圖像信息采集暗箱的結(jié)構(gòu)示意圖其中，1箱體、2遮光簾桿、3絲杠搖把、4遮光簾、5白色光源、6透明玻璃、7隔光腔、 8磨玻璃、9葉片喂入ロ、10橡膠碾輥、11碾輥搖把、12光杠、13絲杠、14CXD攝像頭、15連接套、16定位板、17插入口
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不受以下內(nèi)容所限止。實(shí)施例1 (深緑色青菜葉表圖像信息的采集)ー種植物葉表圖像信息采集暗箱，該暗箱包括箱體1、遮光簾桿2、絲杠搖把3、遮光簾4、白色光源5、透明玻璃6、隔光腔7、磨玻璃8、葉片喂入ロ 9、橡膠碾輥10、碾輥搖把 11、光杠12、絲杠13、CCD攝像頭14、連接套15、定位板16、插入口 17。其中，箱體1的正面裝有遮光簾桿2和遮光簾4，其余五面均為封閉；該箱體1被 0. 6cm厚的磨玻璃8隔成上下兩層，在上層中磨玻璃8的后方固定有ー塊左右兩側(cè)設(shè)有凹孔的定位板16，在該板的正上方設(shè)連接套15，在該套的左右兩側(cè)設(shè)有與定位板16兩凹孔相對應(yīng)的通透圓孔；絲杠13穿過連接套15左側(cè)圓孔，其下端活動定位于定位板16的左側(cè)凹孔內(nèi)，其頂端伸出箱體1頂層外并與絲杠搖把3相連接；光杠12穿過連接套15右側(cè)圓孔后，其下端固定于定位板16的右側(cè)凹孔內(nèi)，其上端與箱體1頂層下方相固定；CCD攝像頭14 固定于連接套15的前側(cè)下方；在磨玻璃8的右側(cè)邊距離下方磨玻璃8面0. 3 0. 5mm處定位ー根橡膠碾輥10后形成一條縫隙，在箱體1的右側(cè)面上與該縫隙相對應(yīng)處平行開設(shè)一條等寬的縫隙，該兩縫隙組成葉片喂入ロ 9，在橡膠碾輥10的前向端部與碾輥搖把11相連接； 在下層中在磨玻璃8下方距離3. 8mm處平行設(shè)一透明玻璃6，該透明玻璃6與磨玻璃8之間形成隔光腔7，并在箱體1的右側(cè)面上與該隔光腔7的右端邊相對應(yīng)處平行開設(shè)一條高度為3. 8mm的縫隙，該兩縫隙組成彩色玻璃紙的插入口 17 ；在透明玻璃6的下方平行設(shè)置可調(diào)式的光強(qiáng)度為8000 10000坎德拉的白色光源5。在采集深緑色青菜葉表圖像信息吋，將待測青菜葉片自葉片喂入口 9喂入，通過旋動碾輥搖把11邊迫使葉片從橡膠碾輥11和磨玻璃8形成的縫隙中擠壓而過，邊去除了葉片上的褶皺和彎曲，邊將該平整后的葉片被傳送至CXD攝像頭14的下方位；旋動絲杠搖把3調(diào)整整個葉片囊括于CCD攝像頭14視野之內(nèi)，再通過手段調(diào)整攝像頭鏡頭的焦距，以獲取清晰的圖像；若只想獲得葉片輪廓信息，可適當(dāng)降低光強(qiáng)至8000坎德拉，以避免葉片內(nèi)部紋路信息對后期圖像處理的影響，若想獲得葉片紋理信息可適當(dāng)增大光強(qiáng)至10000坎德拉，以凸顯葉表細(xì)節(jié)信息；考慮到青菜葉片為深緑色，可將單張紅色玻璃紙(緑色的補(bǔ)色)由插入口 17插入隔光腔7內(nèi)，這樣在實(shí)施數(shù)字圖像處理時，紅色背景下有利于綠色目標(biāo)的提取；拉上遮光簾4避免外界光線的干擾進(jìn)行攝像；最后攝像頭通過視頻數(shù)據(jù)傳輸線， 將葉片的圖像數(shù)據(jù)傳遞給計算機(jī)進(jìn)行存儲。實(shí)施例2 (淺緑色小白菜葉表圖像信息的采集)本例中，根據(jù)小白菜葉片顏色較淺的特點(diǎn)，為避免強(qiáng)光對視頻信息的影響，將白色光源5的強(qiáng)度降低至6000 7000坎德拉，并將2張紅色玻璃紙由插入口 17插入隔光腔7 內(nèi)；其余暗箱結(jié)構(gòu)與葉表圖像信息采集的方法同于實(shí)施例1。實(shí)施例3 (紅色紅楓葉表圖像信息的采集)本例中，白色光源5的強(qiáng)度為8000 10000坎德拉，考慮到紅色的補(bǔ)色是淺緑色， 因此將1張綠色玻璃紙由插入ロ 17插入隔光腔7中，以增加紅色葉片與背景區(qū)域的對比度，有利于提取紅色葉片表觀信息；其余暗箱結(jié)構(gòu)與葉表圖像信息采集方法同于實(shí)施例1。實(shí)施例4 (白粉病斑的黃瓜葉片葉表圖像信息的采集)本例中，重點(diǎn)關(guān)注的是黃瓜葉片白粉病的白色病斑的面積及數(shù)量，因此隔光腔7 中不插入任何顏色的玻璃紙，并加強(qiáng)白色光源5的亮度為12000 15000坎德拉，以加大病斑區(qū)域同葉片區(qū)域的對比度，便于獲得提取特征的病斑圖像數(shù)據(jù)；其余暗箱結(jié)構(gòu)與葉表圖像信息采集方法同于實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.ー種植物葉表圖像信息采集暗箱，其特征在于該暗箱包括箱體(1)、遮光簾桿O)、 絲杠搖把(3)、遮光簾(4)、白色光源(5)、透明玻璃(6)、隔光腔(7),0. 6cm厚的磨玻璃(8)、 葉片喂入口(9)、橡膠碾輥(10)、碾輥搖把(11)、光杠(12)、絲杠(13)、CCD攝像頭(14)、 連接套(15)、定位板(16)、插入口(17)；其中，箱體(1)的正面裝有遮光簾桿( 和遮光簾G)，其余五面均為封閉；該箱體(1)被0.6cm厚的磨玻璃(8)隔成上下兩層，在上層中 磨玻璃(8)的后方固定有ー塊左右兩側(cè)設(shè)有凹孔的定位板(16)，在該板的正上方設(shè)連接套 (15)，在該套的左右兩側(cè)設(shè)有與定位板(16)兩凹孔相對應(yīng)的通透圓孔；絲杠(1 穿過連接套(1 左側(cè)圓孔，其下端活動定位于定位板(16)的左側(cè)凹孔內(nèi)，其頂端伸出箱體(1)頂層外并與絲杠搖把C3)相連接；光杠(1 穿過連接套(1 右側(cè)圓孔后，其下端固定于定位板(16)的右側(cè)凹孔內(nèi)，其上端與箱體(1)頂層下方相固定；CCD攝像頭(14)固定于連接套 (15)的前側(cè)下方；在磨玻璃(8)的右側(cè)邊距離下方磨玻璃(8)面0. 3 0. 5mm處定位橡膠碾輥(10)后形成一條縫隙，在箱體(1)的右側(cè)面上與該縫隙相對應(yīng)處平行開設(shè)一條等寬的縫隙，該兩縫隙組成葉片喂入口(9)，在橡膠碾輥(10)的前向端部與碾輥搖把(11)相連接； 在下層中在磨玻璃(8)下方距離3. 8mm處平行設(shè)一透明玻璃(6)，該透明玻璃(6)與磨玻璃(8)之間形成隔光腔(7)，并在箱體(1)的右側(cè)面上與該隔光腔(7)的右端邊相對應(yīng)處平行開設(shè)一條高度為3. 8mm的縫隙，該兩縫隙組成彩色玻璃紙的插入口(17)；在透明玻璃(6) 的下方平行設(shè)置可調(diào)式的白色光源(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的采集暗箱，其特征在于所述白色光源(5)的光強(qiáng)為4000 16000坎德拉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種植物葉表圖像信息采集暗箱，屬于采集植物圖像信息裝置技術(shù)領(lǐng)域。該暗箱包括暗箱框架、遮光簾桿、絲杠搖把、遮光簾、白色光源、透明玻璃、隔光腔、厚磨玻璃、葉片喂入口、橡膠碾輥、橡膠碾輥搖把、光杠、絲杠、CCD攝像頭及連接套等部件，組建成可升降的攝像裝置，可平整葉片的碾壓裝置及可調(diào)節(jié)光強(qiáng)和光色照明的三個系統(tǒng)。該暗箱能適用于拍攝各類規(guī)格與形狀的植物葉片，具有光源強(qiáng)度、色調(diào)調(diào)控較好，拍攝圖像清晰等特點(diǎn)。本發(fā)明可在農(nóng)業(yè)科研、院校及技術(shù)部門推廣應(yīng)用。
文檔編號G03B15/06GK102591102SQ20111046155
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者周勝軍, 張鵬, 朱育強(qiáng), 陳麗萍, 陳新娟 申請人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院