[发明专利]一种基于无人机航拍的园林乔木数量智能检测方法及系统

说明书

本发明公开一种基于无人机航拍的园林乔木数量智能检测方法及系统，所述方法具体包括：1）针对单幅图像信息，对乔木树冠粘连区域计算边缘概率，对粘连乔木树冠进行分解，提高乔木个数识别的准确率；2）对于视频信息，自适应确定两个不相关图像之间滑动窗的宽度（帧数），降低乔木重复率，通过识别滑动窗两端图像的乔木个数，得到统计区域的乔木数量。在智慧园林场景中，利用本发明的技术方案，可将无人机拍摄的视频信息中的乔木精准识别出来，并利用自适应滑动窗确定具体识别的图片，实现了乔木数量的准确统计，大大减轻了园林资产统计工作，提高了资产盘点的准确度。

技术领域

本发明涉及一种基于无人机航拍的乔木数量智能检测方法，属于目标检测和计算机视觉领域。

背景技术

目前，园林中乔木的数量统计基本上还是依靠人力的传统方式，此方式存在劳动成本大，效率低，人力及资源浪费严重，且不能保证正确率，因此不能智能的对园林进行巡检和资产盘点。现今大部分智慧园林都采用无人机对园林中的情况进行动态的监控，然后利用目标检测等算法对监控信息进行智能分析。随着深度学习在计算机视觉领域的飞速发展，目标检测技术作为计算机视觉领域的一部分也得到了突破性的发展。然而采用目标检测等深度学习方法进行识别统计其过程中由于乔木距离近，图片中存在粘连问题、对于多帧图片信息存在重复问题等，都导致乔木统计的准确率偏低，无法准确的对园林资产进行盘点。

综上所述，如何在现有技术上提出准确的乔木识别方法和乔木统计成为了目前业内人士所亟待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种新颖的基于无人机航拍的园林乔木数量智能检测方法及系统，解决现有技术对乔木数量统计准确率低的问题。该方法通过1）针对单幅图像信息，对乔木粘连区域计算边缘概率对粘连乔木进性分解，提高乔木个数识别的准确率；2）对于视频信息，自适应确定两个不相关图像之间滑动窗的宽度（帧数），降低乔木重复率。

首先，本发明提供一种乔木数量检测方法，包括以下步骤：

步骤1、采集乔木样本图像，并对乔木样本图像进行标注，构建乔木图像训练集和乔木图像验证集；

步骤2、根据乔木图像训练集和乔木图像验证集，构建乔木识别模型；

步骤3、通过无人机采集待识别图像，利用乔木识别模型识别其中的乔木区域；

步骤4、根据以下公式计算乔木区域内每个像素点的边缘概率：

a_i= exp[∑_j ( p_ij+ρ_i ) ]/ ∑_i exp[∑_j ( p_ij+ρ_i ) ]

p_ij= p_i - p_j

ρ_i = (∑_j p_j) / k

式中，a_i表示乔木区域内第i个像素点的边缘概率，k表示乔木区域内第i个像素点邻域内的像素点个数，n表示乔木区域内像素点个数，p_i表示乔木区域内第i个像素点灰度化后的像素值，p_j表示乔木区域内第i个像素点邻域内第j个像素点灰度化后的像素值，ρ_i表示乔木区域内第i个像素点邻域内的像素平均值，i=1,2,…,n，j=1,2,…,k；

步骤5、若乔木区域内某个像素点的边缘概率大于设定阈值，则将其像素值置1，否则将其像素值置0；

步骤6、根据连通区域判定方法Two-Pass算法，确定乔木区域内的连通区域，连通区域的数量即为乔木区域内的乔木数量；