[发明专利]一种针对LED红蓝光偏色情况下植物生长状况监测方法

权利要求书

1.一种针对LED红蓝光偏色情况下植物生长状况监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）用视频监控摄像头采集在LED红蓝光照射下环境背景的RGB图像和放置培养植物的RGB图像；

（2）将步骤1中得图像，根据Kubelka-Munk理论对其的形成过程进行物理建模，在该模型空间中，定义具有色彩不变性特性的特征参数；

（3）将步骤1采集到的RGB图像进行线性变换得到高斯色彩空间中的光谱参数E、E_λ、E_λλ；

（4）将步骤3中得到的光谱参数在x轴方向用N-jet算子进行滤波，得到高斯色彩空间的空间参数E_x、E_λx、E_λλx；在_y轴方向用N-jet算子进行滤波，得到高斯色彩空间的空间参数E_y、E_λy、E_λλy；所述E、E_λ、E_λλ、E_x、E_λx、E_λλx、E_y、E_λy、E_λλy构成完整的高斯色彩空间参数；

（5）根据步骤3和步骤4获得的高斯色彩空间参数计算步骤1中获得的RGB图像在高斯色彩空间中的具有色彩不变性特性的特征参数H、W_x、W_y；并对环境背景图像中每个像素H、W_x、W_y参数分别进行单高斯建模；

（6）计算当前视频输入帧的每个像素的H、W_x、W_y参数，与背景模型比较，根据预设的判断准则判定当前像素属于背景像素或属于植物像素；

（7）步骤6中判断为背景的像素用来更新环境背景模型，更新高斯分布的均值和标准差。

（8）后处理：对经过步骤1-7处理后的视频帧图像进行阈值化、形态学处理等后处理操作来获得准确的植物的二值图像；

（9）输出每帧输入视频图像对应的只包含培养植物的二值图像。

2.根据权利要求1所述的针对LED红蓝光偏色情况下植物生长状况监测方法，

其特征在于，所述步骤2中，对于彩色图像按照如下公式进行物理建模：

E(λ,x→)=e(λ,x→)(1-ρf(x→))2R∞(λ,x→)+e(λ,x→)ρf(x→);]]>

其中，表示图像中的位置，λ为光线的波长，表示光照的光谱，表示在位置的菲涅尔反射，表示物质的放射率。

在上述定义的物理模型公式中，特征参数H、W_x、W_y具有色彩不变性特性，分别定义如下：

H=EλEλλ,]]>

Wx=ExE,]]>

Wy=EyE,]]>

其中，Eλ为对λ的一阶偏导，Eλλ为对λ的二阶偏导，Ex为对公式（1）的x方向的一阶偏导，E_y为对公式（1）_y方向的一阶偏导。