[发明专利]一种水稻图像信息处理系统

说明书

本发明公开了一种水稻图像信息采集系统，包括至少三个图像采集模块、图像识别模块、图像分割模块和网络模型数据库，其中：至少三个图像采集模块固定在水稻田的至少三个方向边缘区域，以预设频率对水稻田进行图像采集，获取同一时间的至少三幅水稻图像；图像识别模块，与至少三个图像采集模块通过网络连接，对水稻图像中的水稻冠层信息和背景信息进行识别；图像分割模块，与图像识别模块通过网络连接，图像分割模块对水稻图像进行分割处理；网络模型数据库对经过分割处理后的水稻图像进行模型匹配分析。本发明无需较多的人工参与，对水稻图像的处理效果较好。

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种水稻图像信息处理系统。

背景技术

水稻是中国乃至全球最主要的粮食作物，其种植面积及产量水平显著影响全球粮食产量安全。传统水稻的稳定高产在很大程度上来源于广大稻农精耕细作的支撑，但随着农村劳动力转移、农村劳动力老龄化、水稻传统生产效率降低以及农村土地流转，亟需以规模化经营和科技装备为我国水稻持续增产提供新动力。研究表明，监测水稻冠层能获取大量水稻生长信息，包括生长动态、叶面积指数、生物量、氮素营养状态、开花动态以及病虫害状况，可为规模化水稻的自动化耕作管理提供参数指导。

目前，利用数字图像技术分割作物冠层图像时采用两种方法-基于图像处理软件的手动方法和基于图像分割技术的自动方法。其中，手动方法分割精度高，但是需要较多的人工参与，使用起来不方便；而自动方法的分割效果差强人意。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水稻图像信息处理系统，以解决现有技术中利用数字图像技术分割作物冠层图像时，采用手动方法分割精度高，但是需要较多的人工参与，使用起来不方便；而自动方法的分割效果差强人意的问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种水稻图像信息处理系统，包括：

至少三个图像采集模块，固定在水稻田的至少三个方向边缘区域，以预设频率对所述水稻田进行图像采集，获取同一时间的至少三幅水稻图像；

图像识别模块，与所述至少三个图像采集模块通过网络连接，对所述水稻图像中的水稻冠层信息和背景信息进行识别；

图像分割模块，与所述图像识别模块通过网络连接，所述图像分割模块对所述水稻图像进行分割处理；

网络模型数据库，与所述数字图像分割模块通过网络连接；所述网络模型数据库对经过分割处理后的所述水稻图像进行模型匹配分析；

其中，所述图像识别模块包括数据读取子模块、GT框获取子模块、数据增强子模块和辅助处理子模块；

所述数据读取子模块采用VOCDetection函数，通过参数和固定文件夹路径读取所述水稻图像文件；

所述GT框获取子模块对所述水稻图像文件中的目标水稻坐标信息进行框选，获得GT框；

所述数据增强子模块还包括光度变形单元和几何变换单元；所述光度变形单元包括随机改变亮度子单元、随机改变对比度子单元、变换颜色空间子单元、随机改变饱和度子单元、随机改变色调子单元、随机变换通道子单元；所述几何变换单元包括随机扩张子单元、随机裁剪子单元和随机镜像子单元；

所述随机改变亮度子单元在所述水稻图像的像素上增加第一实数，所述第一实数范围为[-32，32]；

所述随机改变对比度子单元在所述水稻图像的像素上乘第一系数，所述第一系数的范围为[0.5，1.5]；

所述变换颜色空间子单元对所述水稻图像的颜色空间在RGB和HSV之间进行互换；

所述随机改变饱和度子单元对所述水稻图像的HSV颜色空间中的S维度上乘第二系数，所述第二系数为实数，且范围为[0.5，1.5]；