[发明专利]一种逆向杂草定位方法及定位装置

摘要

一种逆向杂草定位方法及定位装置，用于农作物的田间杂草定位，该定位方法包括如下步骤：作物定位，通过分析农作物的图像信息，根据该农作物的扩展HU不变矩的特征值以及该农作物的形状特征分析识别田间农作物，并标记该农作物区域，所述农作物的形状特征包括纵横轴比、矩形度、面积凹凸比、周长凹凸比、球状性、圆形度、偏心率和形状参数特征；杂草定位，将所述农作物区域以外的绿色植物均认定为杂草，并标记为杂草区域；以及结果输出，输出并显示该农作物区域和/或杂草区域。该定位装置包括：图像采集模块、图像处理模块、数据处理模块、定位标记模块和输出显示模块。本发明可以快速、准确地自动获取农田杂草信息，实现杂草的精准定位。

主权项

1.一种逆向杂草定位方法，用于农作物的田间杂草定位，其特征在于，包括以下步骤：S100，作物定位，通过分析农作物的图像信息，根据该农作物的扩展HU不变矩的特征值以及该农作物的形状特征分析识别田间农作物，并标记该农作物区域，所述农作物的形状特征包括纵横轴比、矩形度、面积凹凸比、周长凹凸比、球状性、圆形度、偏心率和形状参数特征；S200，杂草定位，将所述农作物区域以外的绿色植物均认定为杂草，并标记为杂草区域；以及S300，结果输出，输出并显示该农作物区域和/或杂草区域；其中，所述步骤S100进一步包括：S101，图像采集，实时采集田间图像信息；S102，图像处理，利用2G‑R‑B超绿模型灰度化所述步骤S101采集的田间图像，并将该灰度化的田间图像用OTSU自动阈值法二值化处理；S103，模板特征提取，定义n维空间，对所述二值化处理的田间图像利用n*n模板进行特征提取，计算出该模板对应的不变矩值及所述农作物的形状特征值，其中，采用扩展HU不变矩，得到6个不变矩特征值；S104，特征匹配，对所述6个HU不变矩特征值和所述农作物的形状特征值利用最临近分类器法与预存的该田间作物的HU不变矩值和农作物的形状特征值进行特征匹配；以及S105，作物定位，对所述步骤S104的匹配结果认定为农作物的对应图像进行标记；在所述步骤S103中所述6个不变矩特征值的计算进一步包括：S1031，采用离散情况下的不变矩，积分用求和代替，p+q阶几何矩m_pq定义为：式中f(x,y)为图像的灰度，x，y为图像坐标；S1032，定义p+q阶中心矩为：式中是图像的重心坐标，其中归一化的中心距定义为：η_pq＝u_pq/u₀₀^r r＝(p+q)/2 p+q＝2,3,……              (3)采用满足平移、旋转、比例不变的p+q≤3的7个不变矩，其公式如下：通过(3)与(4)式计算出满足平移、旋转不变的新的不变矩；以及S1033，扩展HU不变矩：关于同一物体的两幅在对比度、比例、位置和旋转上都有差别的图像f₁(x,y)和f₂(x',y')，其相互关系用下式表示:其中，k是对比度变化因子，C是比例变化因子，θ是旋转角，(a,b)分别是x方向和y方向上的位移，使用式(4)，分别对f₁(x,y)和f₂(x',y')计算出七个度量值，并使用变换公式(5)，进行变换组合后，得出一组具有对比度、比例、平移和旋转不变性的扩展HU不变矩:将β₁,β₂,β₃,β₄,β₅,β₆作为作物的不变性特征，计算出所述n*n模板的6个不变矩特征值。