[发明专利]一种基于手机的快速检测叶片面积的方法及装置

权利要求书

1.一种基于手机的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、选择一块正面与被测叶片颜色相区别的纯色不透明平板作为背景板，背景板的面积大于叶片面积，并便于拍摄取景时成像于背景板区域内；

b、在背景板正面固定一个面积为S_R的参照物，参照物的颜色不同于背景板和被测叶片；

c、将被测叶片展平铺放在背景板正面，且与参照物的位置临近，通过手机的摄像头进行拍摄，获得在背景板区域内，包含被测叶片和参照物在内的完整的数码照片；

d、对照片进行灰度化、滤波、几何校正、二值化和区域连通标记处理，将照片分割为背景、参照物和被测叶片三个区域，通过遍历照片数据，得到背景板的像素总数，参照物的像素总数和被测叶片的像素总数；

e、通过得到的参照物的像素总数和被测叶片的像素总数，并由用户给定参照物的面积，最后由手机按照如下公式：

自动计算得到被测叶片的面积。

2.根据权利要求1所述的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，所述灰度化是通过将照片颜色的RGB模型转为HIS模型实现的。

3.根据权利要求2所述的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，所HSI颜色模型和RGB颜色模型之间通过非线性变换来相互转换：

对于灰度化后的灰度图像，f(x,y) 的函数值点坐标为(x,y)的像素点的灰度值。

4.根据权利要求1所述的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，所述滤波采用线性滤波法算法如下：

（1）从左到右，从上到下顺序遍历灰度图像的每一个像素f(x,y)；

（2）把模板算子的中心与该输入像素f(x,y)重叠，把该像素与其模板进行卷积运算，把运算的结果值作为输出图像的对应像素的灰度值；

（3）如果所有像素都处理完毕，则算法结束，否则转向（1）。

5.根据权利要求1所述的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，所述二值化采用迭代阈值分割法，具体算法如下：

假设取照片灰度范围的中间值作为初始阈值T₀，则它的数学表达式为：

其中，L为灰度级的个数，是灰度值为k的像素点的个数。

6.根据权利要求5所述的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，所述迭代阈值分割法具体的实现算法如下：

（1）求出图像的最大灰度值Zmax和最小灰度值Z min，令初始阈值T₀=(Z max+Z min)/2；

（2）根据初始阈值T0将图像分割成为目标和背景，分别求出两者的平均灰度值Z1和Z2；

（3）求出新阈值T=(Z1+Z2)/2；

（4）若T0≠T，把T的值赋给T0，转到步骤（2），循环迭代计算直到T0=T时终止，所得T即为最优的阈值，最优阈值确定以后进行二值化处理，变换函数表达式如下：

。

7.根据权利要求1所述的快速检测叶片面积的方法，其特征在于，所述的区域连通标记采用邻域像素连通标记法。

8.一种基于手机的快速叶面积检测装置，其特征在于：包括有手机（4）、背景板（1）、参照物（2）和被测叶片（3），所述的参照物（2）和被测叶片（3）分别置于背景板（1）上，所述的手机（4）位于背景板（1）的垂直上方；所述的手机（4）具有拍照、存储、图像处理、统计分析、人机交互和显示功能；

所述的背景板（1）正面的颜色区别于被测叶片（3）的颜色和参照物（2）的颜色；

所述的参照物（2）的颜色区别于被测叶片（3）的颜色。