[发明专利]一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，其具体实现过程为：

一、定制嵌入式设备：

1）设置嵌入式硬件平台，该嵌入式硬件平台包括LCD触摸式显示屏、AV输入接口、CMOS摄像头接口、SD卡座、USB接口、以太网接口、WiFi模块；

2）配置嵌入式系统内核，并在该嵌入式系统内核上安装应用系统，在该应用系统内设置图像处理系统，该图像处理系统包括基本功能和图像处理功能，所述基本功能包括读取摄像驱动程序传递来的视频流、截取图片及人机交互；图像处理功能以拍摄的作物图片为处理对象，按照作物长势图像处理的一般流程分为以下模块：图像预处理、颜色空间转换、阈值分割、边缘检测、形态学，其中每个模块均包括若干图像处理算法，提供给使用者组合使用，以得到特征提取的结果；

二、将嵌入式设备连接摄像装置置于作物生长环境中，并通过WiFi模块连接到网络，以发送图像采集和处理的信息；

三、使用者通过该嵌入式设备的LCD触摸式显示屏与图像处理系统进行交互，通过其中的图像处理功能提取图像特征，该特征提取的具体实现过程为：

a）作物生长图像由摄像装置拍摄并传输到嵌入式设备；

b）嵌入式设备中的图像预处理模块对所接收的图像进行预处理，以减少光照及图像噪声对后续图像分析的影响，使图像成为便于后续操作的标准化图像；

c）颜色转换模块对经过预处理的图像进行颜色空间转换，使图像特征可以映射在不同颜色空间中；

d）阈值分割模块进行二值化的分割，将作物从背景中分割出来，以进行后续的量化分析；

e）边缘检测模块分割出作物的边缘，作为提取的特征并用于后续的量化分析；

f）形态学模块进行强化或弱化特征，以保持特征的完整性；

g）显示特征提取结果；

h）循环操作步骤b）至步骤g），使用者根据显示结果选择出最优的特征提取方法，结束整个特征提取过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述作物生长环境中设置有标定杆，作为以图像长度计算实际长度的基准。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述图像处理系统中形成中间值，该中间值为数据结构存储图像操作的中间状态数据，该中间值可以作为任意算法的输入和输出，使图像操作不必遵守图像预处理、颜色空间转换、阈值分割、边缘检测、形态学的流程顺序而自由组合算法，丰富获得的特征提取结果。

4.根据权利要求3所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述图像预处理过程采用的算法包括中值滤波、高斯滤波或直方图均衡算法。

5.根据权利要求4所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述颜色转换过程采用的算法包括RGB空间算法或HSV空间算法，其中RGB空间算法包括R通道、G通道和B通道；HSV空间算法包括H通道、S通道和V通道。

6.根据权利要求5所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述阈值分割过程采用的算法包括人工选择算法、OTSU算法或迭代选择算法。

7.根据权利要求6所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述边缘检测过程采用的算法包括canny算子边缘检测算法、LoG算法、Sobel算法或Hough变换算法。

8.根据权利要求7所述的一种基于嵌入式设备分析作物长势图像的方法，其特征在于，所述形态学过程采用的算法包括腐蚀运算或膨胀运算。