[实用新型]一种水稻叶形图像采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水稻株形精确数量描述的数据采集和参数提取方法，尤其是水稻叶形图像采集装置和基于图像分析提取叶形曲线和叶面积的方法。

背景技术

我国水稻产量曾有两次突破，一是水稻高秆改矮秆，二是矮秆水稻改杂交水稻，矮秆品种比高秆品种增产、杂交稻比矮秆品种增产，其共同本质是株型改良。株型改良进程分为两个阶段，第一阶段是矮化育种，第二阶段是理想株型育种，想株型育种的发展方向是形态与机能兼顾，理想株型与优势利用相结合。

广义的株型是指综合的生物学性状的组配形式及其整体表达，它不仅包括植株的形态特征、空间排列方式，而且包括与群体光能利用直接相关联的某些机能性状，如生育期、光合特性、库源流协调性、谷草比、休眠性、抗逆性、需肥性、分典性等等。狭义的株形系指植物体的形态特征、空间排列方式以及各性状之间的关系，如植株高矮、分蘖集散、叶片的长短、宽窄及角度、穗形、个体在群体中的排列方式及其几何结构等。株形系指植物体的形态特征、空间排列方式以及各性状之间的关系，如植株高矮、分蘖集散、叶片的长短、宽窄及角度、穗形、个体在群体中的排列方式及其几何结构等。

株型模拟是对作物的形态特征、空间排列方式以及各性状之间的关系，如植株高矮、分蘖集散、叶片的长短、宽窄及角度、穗形、个体在群体中的排列方式及其几何结构的模拟。株型模拟的基础是株型模型。株型模拟的目的在于为理想株型的选择，田间管理提供理论支持。

目前株型模拟使用的主要信息是水稻冠层垂直空间的叶面积分布和光分布。提取更丰富的株型信息，能为理想株型提供多角度的研究，有利于提高模型的有效性。叶形数据采集和分析比较少。传统的叶形分析一般是基于利用直尺测量与叶结不同距离位置处的叶宽来拟合，因而直接测量时间耗费大。叶面积测量的方法和设备比较多，以往简易测量水稻叶面积的方法主要有：（1）绘图(或晒图)剪纸称重法，即将叶形托绘于纸(质较厚而均匀)上或用叶直接晒图，先后剪下叶形的长方形和叶形，分别称重，用比例计算出叶面积。此法比较准确，但工效慢，用于大量测量时有困难。（2）长宽相乘折换法，即用叶长乘叶宽再打折扣，一般折换值为70-80。有的根据叶片最宽处在全叶的下部或中部位置分别除以1.2，1.3或1.4。这一方法比较简易快速，但如不分叶形而统一用一个折换值，显然是不准确的。基于图像测量的方法，张金恒（张金恒，万玉，刘树生，吕永亮，韩超. 一种新型的测算叶面积指数的装置: 中国, 200920154375.8 [P]. 2010-02-24.）设计的一种新型的测算叶面积指数的装置，其设计的叶片放置方式不便捷，由于图像形变，叶面积的计算也会有较大误差，基于Photoshop提取叶片的面积需要人为干预，也不能提取叶片的边界曲线。为此，我们本实用新型设计一种方便、快捷、精确的水稻叶形图像采集装置和基于图像分析提取叶形和叶面积的方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种方便、快捷、精确地水稻叶形图像采集装置和提取水稻叶形曲线和叶面积的方法。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的水稻叶形图像采集装置，其特征在于包括摄像头（1）、摄像头固定装置（2）、支架横杆（3）、载叶台（4）、支架竖杠（5）、支架调节器（6）、计算机（7）、校验纸（8）、双面胶（9）、黑色胶带（10）；摄像头（1）通过摄像头固定装置（2）固定在支架横杆（3）上；载叶台（4）是黑色水平桌面，黑色胶带（10）通过双面胶（9）粘贴在水平桌面上，黑色胶带（10）的带胶的一面朝上；支架调节器（6）固定在载叶台（4）一侧，支架调节器（6）上有三个等距的螺杆；支架竖杠（5）上有若干等距螺孔，支架竖杠（5）通过螺孔和支架调节器（6）的螺杆固定在载叶台（4）一侧的中央，通过调整支架竖杠（5）的螺孔与支架调节器（6）的螺杆的对应位置，调节摄像头（1）与桌面的距离以适应不同长度叶片图像的拍摄；摄像头（1）为高清网络摄像头直接连接在计算机（7）上，能用摄像头（1）自带的软件拍摄水稻叶片图像；校验纸（8）是一张描有黑色等距网格点的白纸。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种利用水稻叶形图像采集装置拍摄水稻叶形图像的过程，其包括如下步骤：

1）根据叶片的长短，通过支架调节器（7）调节摄像头（1）与桌面的距离，并固定支架，连接摄像头与计算机，启动图像拍摄软件，调节好拍摄参数；

2）将校验纸（8）平放在载叶片板（3）上，拍摄校验纸（8）的图像；

3）将叶片展开依次贴在双面胶上，控制拍摄软件拍摄水稻叶片图像；