[发明专利]一种针对LED红蓝光偏色情况下植物生长状况监测方法

摘要

本发明公开了一种针对LED红蓝光偏色情况下植物生长状况监测方法，该方法通过摄像头采集LED红蓝光照射下的植物图像，定义RGB图像色彩不变参数作为区分背景和植物的主要依据。首先计算图像的色彩不变特征参数，并对环境背景像素每个像素参数分别进行单高斯建模，然后对于视频输入帧的每个像素的参数与背景模型比较来判定当前像素属于背景像素或者植物像素，从而实现在偏色情况下对植物的提取。该方法解决了因为偏色而造成的植物分割不完整问题，可以很好的提取培养的植物，从而监测提取植物的生长情况；同时本发明方法对灯光的变化具有一定的自适应性，适用于不同的红蓝光光质，运行高效，占用内存小，适合嵌入式控制系统应用。

主权项

一种针对LED红蓝光偏色情况下植物生长状况监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）用视频监控摄像头采集在LED红蓝光照射下环境背景的RGB图像和放置培养植物的RGB图像；（2）将步骤1中得图像，根据Kubelka‑Munk理论对其的形成过程进行物理建模，在该模型空间中，定义具有色彩不变性特性的特征参数；（3）将步骤1采集到的RGB图像进行线性变换得到高斯色彩空间中的光谱参数E、Eλ、Eλλ；（4）将步骤3中得到的光谱参数在x轴方向用N‑jet算子进行滤波，得到高斯色彩空间的空间参数Ex、Eλx、Eλλx；在y轴方向用N‑jet算子进行滤波，得到高斯色彩空间的空间参数Ey、Eλy、Eλλy；所述E、Eλ、Eλλ、Ex、Eλx、Eλλx、Ey、Eλy、Eλλy构成完整的高斯色彩空间参数；（5）根据步骤3和步骤4获得的高斯色彩空间参数计算步骤1中获得的RGB图像在高斯色彩空间中的具有色彩不变性特性的特征参数H、Wx、Wy；并对环境背景图像中每个像素H、Wx、Wy参数分别进行单高斯建模；（6）计算当前视频输入帧的每个像素的H、Wx、Wy参数，与背景模型比较，根据预设的判断准则判定当前像素属于背景像素或属于植物像素；（7）步骤6中判断为背景的像素用来更新环境背景模型，更新高斯分布的均值和标准差。（8）后处理：对经过步骤1‑7处理后的视频帧图像进行阈值化、形态学处理等后处理操作来获得准确的植物的二值图像；（9）输出每帧输入视频图像对应的只包含培养植物的二值图像。