[发明专利]一种池塘水草面积估计方法

权利要求书

1.一种池塘水草面积估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集池塘水面图像，并对所述水面图像进行中值滤波降噪处理，以去除图像中的椒盐噪声；

对所述中值滤波降噪处理后的所述水面图像进行图像增强处理，以使水草区域的灰度值大于非水草区域的灰度值，得到池塘水面图像的水草视觉显著图；

采用自适应Otsu方法对所述水草视觉显著图进行阈值分割，得到池塘水面的二值图像；

根据池塘水面的二值图像，计算出水草区域所占像素比例，进行池塘水草面积估计；

所述采用自适应Otsu方法对所述水草视觉显著图进行阈值分割时，使用以下公式确定阈值T：

；

；

其中，为背景方差，为目标方差，，L为灰度级，argmax表示求目标函数最大时的自变量值；

当时，

；

当时，

；

其中，当T=T₁时，，最佳阈值选取准则公式为：

；

当T=T₂时，，最佳阈值选取准则公式为：

；

F_p为所述水草视觉显著图的灰度直方图的最高峰值所对应的灰度值，其公式如下：，表示水草视觉显著图的灰度直方图矩阵，表示灰度值；

S_p为所述水草视觉显著图的灰度直方图的次高峰值所对应的灰度值；其公式如下：；

m₁∈[0,30]，m₂∈[44,100]。

2.根据权利要求1所述的池塘水草面积估计方法，其特征在于，所述对所述水面图像进行中值滤波降噪处理，具体包括：

将RGB空间下的所述水面图像分离为R、G和B三个颜色通道的子图像；

分别对子图像进行中值滤波降噪处理；

将降噪处理后的三个子图像重构成一幅RGB图像。

3.根据权利要求1或2所述的池塘水草面积估计方法，其特征在于，所述对所述中值滤波降噪处理后的所述水面图像进行图像增强处理，具体包括：

将所述中值滤波降噪处理后的所述水面图像从RGB空间转换到HSV空间；

对HSV空间的H分量矩阵和S分量矩阵进行归一化处理；

根据归一化处理后的H分量矩阵和归一化处理后的S分量矩阵计算得到二维矩阵F_n，公式为，其中为归一化之后得到的饱和度，为归一化之后得到的色调，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，；n为第n幅池塘水面图像；

将二维矩阵F_n的值域变换到区间[0，255]，得到池塘水面图像的水草视觉显著图灰度矩阵。

4.根据权利要求3所述的池塘水草面积估计方法，其特征在于，α=1.4，β=1.4。

5.根据权利要求1所述的池塘水草面积估计方法，其特征在于，m₁=25，m₂=60。

6.根据权利要求1或2所述的池塘水草面积估计方法，其特征在于，所述采用自适应Otsu方法对所述水草视觉显著图进行阈值分割后，根据阈值将水草视觉显著图中灰度值大于阈值的部分置为最大值255，小于等于阈值的部分置为最小值0，得到池塘水面的二值图像。