[发明专利]玉米果穗考种的方法及系统

权利要求书

1.一种玉米果穗考种的系统，其特征在于，包括：

果穗传动模块、图像采集模块、全景图拼接模块和表型指标计算模块；其中，

所述果穗传动模块由步进电机、辊筒、齿轮传动机构、托辊和链条组成，所述链条连接所述托辊，所述步进电机驱动所述辊筒转动，所述辊筒通过所述齿轮传动机构带动所述托辊和链条组成的机构运动，在考种过程中，玉米果穗自进料口落入托辊之间，随托辊滚动而滚动；

所述图像采集模块置于所述托辊和链条组成的机构上方，用于连续采集玉米果穗运动过程中在所述图像采集模块的成像区域不同位置处的图像，得到玉米果穗图像序列；

所述全景图拼接模块，用于利用所述玉米果穗图像序列拼接出玉米果穗表面全景图；

所述表型指标计算模块，用于利用穗粒分割和位置分析方法确定出所述玉米果穗表面全景图中的有效穗粒分布图，并依据所述有效穗粒分布图计算玉米果穗表型性状指标；

所述全景图拼接模块，包括：

中心轴提取子模块，用于从所述玉米果穗图像序列中依次提取果穗中心轴；

映射子模块，用于将所述果穗中心轴映射为待生成的玉米果穗表面全景图上的一系列中心轴；

区域提取子模块，用于确定出所述待生成的玉米果穗表面全景图上的一系列中心轴的边界，得到所述待生成的玉米果穗表面全景图上每一个中心轴对应的区域；

填充子模块，用于对于所述待生成的玉米果穗表面全景图上每一个中心轴对应的区域，从对应该中心轴的果穗中心轴所在的玉米果穗图上的相应区域提取图像，并将提取到的图像填充进该区域，得到玉米果穗表面全景图。

2.根据权利要求1所述的玉米果穗考种的系统，其特征在于，所述中心轴提取子模块，还用于对于所述玉米果穗图像序列中的每一个玉米果穗图像，将该玉米果穗图像分解为多个单通道图像，选择果穗与背景对比度最大的单通道图像，采用大津法进行图像分割，并利用形态学运算改善分割结果，提取分割结果中最大连通区域作为有效果穗区域，根据所述有效果穗区域提取果穗包围盒，根据所述果穗包围盒从该玉米果穗图像中提取果穗中心轴，并计算出玉米果穗半径。

3.根据权利要求1所述的玉米果穗考种的系统，其特征在于，对于任一玉米果穗图像，若该玉米果穗图像的中心点到从该玉米果穗图像中提取的果穗中心轴的距离为x，所述待生成的玉米果穗表面全景图的中心点到该果穗中心轴映射在所述待生成的玉米果穗表面全景图上形成的中心轴的距离为x'，则其中，所述h₂为所述图像采集模块到果穗中心运动平面的距离。

4.根据权利要求1所述的玉米果穗考种的系统，其特征在于，对于所述待生成的玉米果穗表面全景图上任意两个相邻的中心轴a和中心轴b，若所述待生成的玉米果穗表面全景图的中心点到所述中心轴a的距离为x₁，所述待生成的玉米果穗表面全景图的中心点到所述中心轴b的距离为x₂，则所述待生成的玉米果穗表面全景图的中心点到所述中心轴a和中心轴b的共有边界的距离为(x₁+x₂)/2。

5.根据权利要求2所述的玉米果穗考种的系统，其特征在于，所述表型指标计算模块，包括：

表面区域确定子模块、穗粒分割子模块、位置分析子模块和表型指标计算子模块；其中，

所述表面区域确定子模块，用于根据所述玉米果穗半径计算出玉米果穗周长，确定出所述玉米果穗表面全景图中以成像区中心为中心、宽度为所述玉米果穗周长的区域为玉米果穗表面区域；

所述穗粒分割子模块，用于对所述玉米果穗表面区域中玉米穗粒进行识别，并分割，得到所述玉米果穗表面区域中的穗粒分布图；

所述位置分析子模块，用于对所述穗粒分布图中的每一个穗粒，分析该穗粒与所述玉米果穗表面区域的位置关系，将所述穗粒分布图中在所述玉米果穗表面区域内部和所述玉米果穗表面区域左边界的穗粒，或者所述穗粒分布图中在所述玉米果穗表面区域内部和所述玉米果穗表面区域右边界的穗粒确定为有效穗粒；

所述表型指标计算子模块，用于从穗粒分布图中提取出有效穗粒，得到所述玉米果穗表面全景图中的有效穗粒分布图，并依据所述有效穗粒分布图计算玉米果穗表型性状指标。