[发明专利]用于检测树叶品种的移动终端

说明书

技术领域

本发明涉及林业勘测领域，尤其涉及一种用于检测树叶品种的移动终端。

背景技术

林业管理部门是保护生态环境保持生态平衡，培育和保护森林以取得木材和其他林产品、利用林木的自然特性以发挥防护作用的生产部门，是国民经济的重要组成部分之一。林业管理部门在人和生物圈中，通过先进的科学技术和管理手段，从事培育、保护、利用森林资源，发挥森林的多种效益，且能持续经营森林资源，是促进人口、经济、社会、环境和资源协调发展的基础性产业和社会公益事业。

林业勘测是林业管理的重要内容之一，由于树木的种类众多，林业管理人员在林业勘测过程中经常遇到的问题是，当面对一种不熟悉的树木品种，无法确定是否是已有类型还是新的品种，如果是已有类型，需要判断其具体品种，以方便后续考察。由于林业勘测经常在比较偏僻的地方进行，无法携带过多的电子设备，导致林业管理人员无法现场做出判定结果，还需要将样本带回实验室以待进一步判断，浪费了时间，降低了工作效率。

因此，需要一种新的树木品种检测方式，替换原有的人工识别方式和实验室样本识别方式，通过便携式的电子终端即可在现场随时识别树木品种，从而提高林业工作人员的工作效率，为后续林业勘测工作的开展提供了方便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于检测树叶品种的移动终端，通过检测树叶品种的方式判断树木品种，具体为，在林业工作人员的便携式移动终端内嵌入检测树叶品种的电子设备，引入图像识别技术对树叶特征进行识别，以进一步判断树叶品种，并将现场树叶位置和现场树叶品种判断结果一起通过无线通信设备传回远程林业部门管理平台，有效提高了树木检测的智能化程度。

根据本发明的一方面，提供了一种用于检测树叶品种的移动终端，所述移动终端包括图像采集设备、图像处理设备、微控制器和显示设备，所述图像采集设备用于对目标树叶拍摄以获取树叶图像，所述图像处理设备与所述图像采集设备连接以对所述树叶图像进行图像处理，所述微控制器与所述图像处理设备和所述显示设备分别连接，以基于所述图像处理的结果确定目标树叶品种，所述显示设备用于显示与所述目标树叶品种对应的科普信息。

更具体地，所述用于检测树叶品种的移动终端中，所述移动终端还包括，存储设备，预先存储了树叶上限灰度阈值和树叶下限灰度阈值，还预先存储有树叶特征数据库，所述树叶特征数据库保存了每一种树叶品种、每一种树叶品种对应的树叶特征以及每一种树叶品种对应的科普信息，所述树叶特征包括形态特征和纹理特征，所述树叶上限灰度阈值和所述树叶下限灰度阈值用于将图像中的树叶和背景分离；串行通信接口，与所述存储设备连接，用于将所述树叶上限灰度阈值和所述树叶下限灰度阈值和所述树叶特征数据库写入所述存储设备；所述图像采集设备为高清摄像设备，其分辨率为1920×1080，用于对目标树叶拍摄以获取树叶图像；所述图像处理设备与所述存储设备和所述图像采集设备分别连接，包括图像预处理单元、图像分割单元、特征识别单元、形态特征匹配单元和纹理特征匹配单元，所述图像预处理单元与所述图像采集设备连接，用于将所述树叶图像依次进行对比度增强和小波滤波处理，以获得预处理图像，所述图像分割单元与所述图像预处理单元和所述存储设备分别连接，用于将所述预处理图像中灰度值在所述树叶上限灰度阈值和所述树叶下限灰度阈值之间的像素识别并组成叶片子图像，所述特征识别单元与所述图像分割单元和所述存储设备分别连接，用于识别所述叶片子图像中的树叶特征，所述形态特征匹配单元与所述特征识别单元连接，用于在所述树叶特征数据库中查找与识别的树叶特征中形态特征匹配的树叶品种，以作为第一树叶品种输出，如果匹配失败，则输出第一匹配失败信号，所述纹理特征匹配单元与所述特征识别单元连接，用于在所述树叶特征数据库中查找与识别的树叶特征中纹理特征匹配的树叶品种，以作为第二树叶品种输出，如果匹配失败，则输出第二匹配失败信号；所述微控制器与所述存储设备、所述形态特征匹配单元和所述纹理特征匹配单元分别连接，当接收到所述第一匹配失败信号或所述第二匹配失败信号时，发出树叶品种无法识别信号，当所述第一树叶品种和所述第二树叶品种不相同时，发出树叶品种不确定信号，当所述第一树叶品种和所述第二树叶品种相同时，发出树叶品种已确定信号，将所述相同的树叶品种作为所述目标树叶品种输出，并将在所述树叶特征数据库中与所述目标树叶品种对应的科普信息输出；所述显示器为液晶显示器，其尺寸为19英寸5:4显示比例，其分辨率为1280×1024，所述显示器与所述微控制器连接，以实时显示所述目标树叶品种和与所述目标树叶品种对应的科普信息，或实时显示与所述树叶品种无法识别信号或所述树叶品种不确定信号对应的提示文本；语音播放设备，与所述微控制器连接，以实时播放与所述目标树叶品种对应的语音播放文件，或实时播放与所述树叶品种无法识别信号或所述树叶品种不确定信号对应的语音文件；GPS定位设备，连接GPS导航卫星，用于接收所述目标树叶所在位置的树叶GPS数据；无线通信接口，与所述微控制器和所述GPS定位设备分别连接，以将所述目标树叶品种和所述树叶GPS数据通过无线通信网络发送到远程林业部门管理平台；其中，所述移动终端为手持电话、个人数字助理PDA、平板电脑或数码相机，所述语音播放设备为锥形纸盆扬声器，包括磁铁、框架、定心支片和环锥型纸盆；所述形态特征包括树叶面积、树叶长轴长、树叶短轴长和树叶周长，所述纹理特征包括树叶灰度均匀度、树叶灰度均值、树叶灰度方差和树叶灰度相关度。