[发明专利]一种适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法

权利要求书

1.一种适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，将采集的田间作物的RGB图像转换到Lab颜色空间，提取Lab颜色空间中的a、b通道，计算a、b通道的最佳分割阈值，通过阈值分割获取二值图像；对截取的二值图像顶部图像带进行垂直投影，获取均值漂移的聚类窗口带宽；从二值图像顶部图像带中心点作为起始点，计算以窗口带宽为边长的正方形内所有样本点的漂移向量，中心点沿漂移向量移动；同时选取窗口边缘的目标样本点作为种子点，对窗口左右两侧进行扩张，当中心点漂移至图像底部时，一行作物标记完成，再进行下一行聚类，最终遍历整幅图像；由每行作物聚类过程中的中心点确定直线作物行。

2.根据权利要求1所述的适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，所述a、b通道的最佳分割阈值为：

其中：t_a表示a通道中的图像背景区域和目标区域的熵之和达到最大时的最佳分割阈值，t_b表示b通道中的图像背景区域和目标区域的熵之和达到最大时的最佳分割阈值，argmax函数取最大值时对应的自变量取值，t为像素，目标区域的熵背景区域的熵目标区域在整张图片中所占比例为ω₀，背景区域在整张图片中所占比例为ω₁，p[i]是图像灰度值为i的概率，k为像素最大值。

3.根据权利要求1所述的适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，通过阈值分割获取二值图像后，还进行形态学操作，包括：滤除小面积连通区域，进行闭操作去除噪声点，再进行开操作填充孔洞。

4.根据权利要求1所述的适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，所述聚类窗口带宽为感兴趣区域中作物行间距的最小值。

5.根据权利要求1所述的适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，所述漂移向量为：

其中：M(x)为聚类窗口内样本点的漂移向量，p为聚类中心点，为核函数,S_d为窗口区域。

6.根据权利要求1所述的适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，所述中心点沿漂移向量移动后，记录每次漂移的中心点，如果漂移向量停滞但仍未到达图像边缘，则扩大窗口带宽，直到聚类窗口内出现未聚类过的点。

7.根据权利要求1所述的适用于不同光照、作物密度和生长背景的直线作物行提取方法，其特征在于，所述下一行聚类时，将中心点以聚类窗口带宽为单位向左右平行漂移。