[发明专利]单株小麦穗部籽粒数计数方法

权利要求书

1.一种小麦穗部籽粒数计数方法，该方法包括步骤：

S1.利用CCD摄像头采集小麦穗部的正视图图像，并对采集到的正视图图像进行预处理；

S2.对预处理后的正视图图像进行数学形态学处理，采用数学形态学分析中开运算处理合理地去除结构元素小的部分；对每个空洞进行填充操作，利用面积法将小于面积P的对象全部去杂；

S3.提取小麦穗部图像面积特征和穗轴长度特征参数；

S4.建立小麦穗部图像面积特征和穗轴长度特征参数与籽粒数间的相关数学模型；

S5.对小麦穗部面积特征和穗轴长度特征与其籽粒数之间的数学模型进行了验证，确保了这两种模型的实用性。

2.如权利1所述的小麦穗部籽粒数计数方法，其特征在于，步骤S1中的所述预处理包括步骤：

S1.1灰度化处理：对彩色图像进行灰度化处理，获得麦穗的灰度图像，由灰度图像得到灰度图像的直方图。

S1.2二值化处理：采用Otsu方法选择最大化类间方差的直方图阈值，从而获得把麦穗区域与背景区域分开的图像。

3.如权利1所述的小麦穗部籽粒数计数方法，其特征在于，步骤S2中的所述数学形态学处理包括步骤：

S2.1对二值处理的图像采用了开运算，开运算首先对图像进行腐蚀，然后在对腐蚀后的图像进行膨胀，两次操作使用同样的结构元素来处理图像。经开运算，比结构元素小的部分已合理地去除。

S2.2对于二值图像进行填充操作，将连接的背景像素0值改为前景像素1值，直到达到对象的边界。同时利用面积法去除多余的对象，将小于面积P的对象全部去杂。经填充和除杂处理，二值图像只剩下麦穗部分，即麦芒、麦梗和杂点等已合理去除，为后续特征参数的提取提供了有利条件。

4.如权利1所述的小麦穗部籽粒数计数方法，其特征在于，步骤S3中的所述穗部图像特征提取包括步骤：

S3.1面积特征量提取：经填充和去杂的二值图像为仅剩麦穗部分像素值为1的区域，计算像素值为1部分的像素数目即为麦穗部分的面积。

S3.2穗轴长度特征提取：穗轴长度是通过连接椭圆上的两个点所能获得的最长线段长度。

5.如权利1所述的小麦穗部籽粒数计数方法，其特征在于，步骤S4中的所述建立数学模型包括步骤：

S4.1利用最小二乘法建立图像处理计算获得的面积特征量与实际小麦穗部籽粒数之间数学模型。

S4.2利用最小二乘法建立图像处理计算获得的穗轴长度特征量与实际小麦穗部籽粒数之间数学模型。

6.如权利1所述的小麦穗部籽粒数计数方法，其特征在于，步骤S5中的所述验证数学模型包括步骤：

对上述数学模型进行检验时，检验样品与试验样品属于同一品种，且利用同样图像采集系统，图像处理方法与建立数学模型时采用的方法一致。

S5.1对小麦穗部面积与籽粒数之间的模型进行检验

以实际获取验证小麦样品的籽粒数量作为实际值与通过数学模型获得的小麦穗部籽粒数量预测值之间建立相关关系曲线，并且比较两者差异程度。

S5.2对小麦穗穗轴长度与籽粒数之间的模型进行检验

采用相同的方法对小麦穗穗轴长度与籽粒数之间的模型进行检验。