本實(shí)用新型涉及一種植物葉片面積測(cè)量方法，具體涉及葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置。

背景技術(shù)：

通過(guò)對(duì)植物葉片面積的測(cè)量可獲得農(nóng)作物的葉面積指數(shù)，葉面積指數(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì)、估產(chǎn)、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。葉片面積的測(cè)量有多種方法，其中近年來(lái)發(fā)展的基于圖像的測(cè)量葉片面積的方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、效率高、易于推廣應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。圖像由數(shù)碼相機(jī)采集，通過(guò)軟件獲取圖像中葉片的像素?cái)?shù)，再根據(jù)每個(gè)像素代表的面積，即可計(jì)算得到圖像中葉片的實(shí)際面積，軟件可使用Photoshop、Matlab、AutoCAD等。拍攝葉片的時(shí)候，在葉片旁邊放一把尺子，或者將葉片放在網(wǎng)格紙上(網(wǎng)絡(luò)的大小已知)，這樣可根據(jù)圖像中的尺子或者網(wǎng)絡(luò)確定每個(gè)像素所代表的面積。

圖像法測(cè)量葉面積的精度主要取決于圖像的質(zhì)量。實(shí)際拍攝中，葉片放在底板上，然后上面加蓋一塊透明蓋板以使葉片緊貼在底板上。因葉片具有厚度，在底板上有陰影，此陰影會(huì)被采集到圖像中，而圖像中的陰影與葉片往往難以區(qū)分，從而使得所測(cè)葉片面積變大；拍攝葉片時(shí)，因光線的入射角和拍攝角度問(wèn)題，圖像中可能出現(xiàn)強(qiáng)反光區(qū)域，反光區(qū)域?yàn)榘咨?，若該區(qū)域內(nèi)有葉片，則葉片的信息被掩蓋，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確的測(cè)量葉面積；相機(jī)采集的圖像存在著透視變形現(xiàn)象，即近處的物體大，遠(yuǎn)處的物體小，在對(duì)葉片測(cè)量面積時(shí)，透視變形使得圖像中像素所代表的面積不唯一，從而降低了測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置，可用于圖像法測(cè)量葉面積時(shí)的圖像采集，解決了圖像法測(cè)量葉面積時(shí)圖像質(zhì)量差、測(cè)量精度低的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置，包括裝置本體，裝置本體上表面設(shè)有透視校正框及矩形a、矩形b、矩形c、矩形d、矩形e、矩形f、矩形g、矩形h八個(gè)矩形，矩形a、矩形c、矩形e、矩形g位于透視校正框的四個(gè)角上，矩形b位于矩形a、矩形c之間，矩形h位于矩形a、矩形g之間，矩形f位于矩形g、矩形e之間，矩形d位于矩形c、矩形e之間，每個(gè)矩形的面積已知，裝置本體內(nèi)底部安裝有面光源，面光源為多種形式。

作為優(yōu)選，所述面光源為呈蜂窩狀排列的LED。

作為優(yōu)選，所述面光源呈正方形排列的LED。

作為優(yōu)選，所述面光源呈三角形排列的LED。

作為優(yōu)選，所述a、b、c、d、e、f、g、h的面積相等。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型使用了面光源，且以背光方式拍攝植物葉片，消除了周圍環(huán)境光對(duì)拍攝的影響，提高了圖像的質(zhì)量；對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行仿射校正，有效的提高了圖像法葉面積測(cè)量的精度，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置的立體圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置中面光源的一個(gè)具體實(shí)施示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置中面 光源的另一個(gè)具體實(shí)施示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置中面光源的另一個(gè)具體實(shí)施示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種葉片背光拍攝及圖像輔助仿射校正裝置，包括裝置本體1，裝置本體1上表面設(shè)有透視校正框2及矩形a、矩形b、矩形c、矩形d、矩形e、矩形f、矩形g、矩形h八個(gè)矩形，矩形a、矩形c、矩形e、矩形g位于透視校正框2的四個(gè)角上，矩形b位于矩形a、矩形c之間，矩形h位于矩形a、矩形g之間，矩形f位于矩形g、矩形e之間，矩形d位于矩形c、矩形e之間，每個(gè)矩形的面積已知，裝置本體1內(nèi)底部安裝有面光源3，面光源3為多種形式。

如圖3所示，所述面光源3為呈蜂窩狀排列的LED。

如圖4所示，所述面光源3呈正方形排列的LED。

如圖5所示，所述面光源3呈三角形排列的LED。

所述a、b、c、d、e、f、g、h的面積相等該測(cè)量方法。

本具體實(shí)施使用時(shí)，將葉片置于透視校正框內(nèi)，不得遮蓋矩形，葉片上面加蓋一塊透明蓋板，以使葉片平整，在葉片上方用數(shù)碼相機(jī)拍照，應(yīng)將透視校正框一并拍在內(nèi)；利用PhotoShop的透視裁剪功能，根據(jù)相片中透視校正框的A、B、C、D四個(gè)頂點(diǎn)對(duì)相片進(jìn)行透視裁剪，實(shí)現(xiàn)相片的仿射校正，以使得相片中任意兩像素所代表的面積相同；以矩形a為標(biāo)準(zhǔn)，其面積為S，用PhotoShop提取矩形a的像素個(gè)數(shù)，記為N_a，單個(gè)像素代表的面積記為S_pixel， 則用PhotoShop分別提取矩形b、c、d、e、f、g、h的像素個(gè)數(shù)，分別記為N_b、N_c、N_d、N_e、N_f、N_g、N_h；將N_b、N_c、N_d、N_e、N_f、N_g、N_h分別與S_pixel相乘可得圖像中矩形b、c、d、e、f、g、h的面積，分別記為S_{b_photo}、V_{c_photo}、S_{a_photo}、S_{e_photo}、S_{f_photo}、S_{g_photo}、S_{h_photo}；分別計(jì)算S_{b_photo}、S_{c_photo}、S_{d_photo}、S_{e_photo}、S_{f_photo}、S_{g_photo}、S_{h_photo}與S的變異系數(shù)，記為CV_b、CV_c、CV_d、CV_e、CV_f、CV_g、CV_h；計(jì)算CV_b、CV_c、CV_d、CV_e、CV_f、CV_g、CV_h的變異系數(shù)，記為CV_total，若CV_total≤0.02表示仿射校正效果較好，可進(jìn)行下一步的操作，否則需重新做透視裁剪；設(shè)葉片面積為S_leaf，利用PhotoShop提取圖像中葉片的總像素?cái)?shù)，記為N_leaf，通過(guò)以下公式計(jì)算葉片面積：S_leaf＝N_leaf×S_pixel。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。