[发明专利]一种基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法及其系统

权利要求书

1.一种基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1.抓取温室田间植物图像，截取包含单一完整叶片的目标子图像，将所述目标子图像转换为灰度图像，使用wiener滤波去噪；

S2.对S1去噪后获得的图像采用四层‘db5’小波分解，并重构第一层图像得到图像f1，重构第三层图像得到图像f2；

S3.对步骤S2获得的图像f1使用canny边缘检测得到低尺度边缘图像f3，使用OTSU阈值分割得到低尺度的OTSU阈值分割图像f4，对步骤S2获得的图像f2使用OTSU阈值分割得到高尺度的阈值分割图像f5；

S4.第一类伪边缘的处理：对步骤S3得到的低尺度阈值图像f4进行外部伪边缘处理，得到用于擦除外部伪边缘的外模板区域图像f6；

S5.对步骤S4得到的图像f6运用逻辑非运算后再与步骤S3得到的边缘图像f3逻辑与，获得擦除外部伪边缘的图像f7；

S6.对步骤S3获取的高尺度阈值图像f5进行内部轮廓处理，得到用于擦除内部伪边缘的内模板图像f18；

S7.对步骤S6得到的内模板图像f18运用逻辑非运算，再与步骤S5得到的图像f7逻辑与运算，获得最终的边缘图像f19。

2.如权利要求1所述的基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法，其特征在于，S4中所述对步骤S3得到的低尺度阈值图像f4进行外部伪边缘处理，得到用于擦除外部伪边缘的外模板区域图像f6包括：

S4.1.以半径为N1个像素的圆形为结构元，用该结构元对图像f4实施形态学腐蚀操作，其中N1为正整数；

S4.2.填充经S4.1得到的图像中由于腐蚀操作造成的孔洞；

S4.3.选取经S4.2得到的图像中面积最大的连通区域；

S4.4.以半径为N2个像素的圆形为结构元，用该结构元对S4.3选取的最大连通区域进行形态学腐蚀操作，其中N2为正整数；

S4.5.选取经S4.4得到的图像中面积最大的连通区域；

S4.6.以半径为N3个像素的圆形为结构元，用该结构元对S4.5选取的最大连通区域进行形态学膨胀操作，得到用来擦除外部伪边缘的外模板图像f6，其中N3为正整数，且N3大于N2和N1之和。

3.如权利要求2所述的基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法，其特征在于，N1等于2，N2等于4，N4等于8。

4.如权利要求1中所述的基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法，其特征在于，所述对步骤S3获取的高尺度阈值图像f5进行内部轮廓处理，得到用于擦除内部伪边缘的内模板图像f18包括：

S6.1.对步骤S3获取的高尺度阈值图像f5进行第二类伪边缘处理，得到用以擦除第二类伪边缘的图像f11；

S6.2.对图像f5进行第三类伪边缘处理，得到用以擦除第三类伪边缘的图像f16；

S6.3.对S6.1得到的图像f11和S6.2得到的图像f16进行处理，得到用于擦除内部伪边缘的图像f18。

5.如权利要求4所述的基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法，其特征在于，S6.1所述对图像f5进行第二类伪边缘处理，得到擦除第二类伪边缘的图像f11包括：

S6.1.1.构造半径为N4的圆形结构元，用该结构元对图像f5实施形态学腐蚀操作，以断开粘连，其中N4为正整数；

S6.1.2.填充经S6.1.1得到的图像的孔洞，选取面积最大的连通区域；

S6.1.3.构造半径为N5的圆形结构元，用此结构元对经S6.1.2选取的最大面积连通域实行形态学膨胀操作，得到图像f8，其中N5为正整数；

S6.1.4.以步骤S6.1.3获得的图像f8为掩膜对步骤S2得到的图像f2进行第二次OTSU阈值分割，得到图像f9；

S6.1.5.对阈值图像f9和步骤S5得到的图像f7，用图像f7逻辑异或图像f9，从而用图像f7中的边缘连接图像f9中分离的区域；

S6.1.6.填充经S6.1.5得到的图像的内部孔洞，然后选取面积最大的连通区域，将该连通区域作为用以擦除第二类伪边缘的内模板高光区域图像f11。

6.如权利要求5所述的基于多尺度分析的温室田间植物叶片边缘提取方法，其特征在于，N4等于6，N5等于3。