基于形态学图像处理的重叠葡萄果径无损测量.pdfVIP

第25卷第9期 农业工程学报 、，01．25No．9 356 2009年9月 TransactionsoftheCSAE Sep．2009 基于形态学图像处理的重叠葡萄果径无损测量 曾庆兵1，刘成良1，苗玉彬1，王世平2，黄丹枫2 (1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2．上海交通大学农业与生物学院，上海200240) 摘要：葡萄果实尺寸变化能用来评价葡萄生长及诊断植株水分亏损状况。为实现重叠葡萄果实尺寸的非接触和精确测 量，该文提出基于数学形态学的重叠葡萄果实直径测量方法，该方法首先通过内外对象标记消除图像中存在的伪极小值 点，再对去除伪极小值点后图像进行分水岭变换得到目标果实的精准轮廓，从而依据目标果实区域计算果实当量直径。 试验和现场应用表明，该方法具有好的定位精度，能为葡萄果实直径测量提供精确的轮廓信息：测量系统具有非接触和 高精度等优点，测量的重复精度可达±9／tm，为葡萄生长规律研究及葡萄缺水诊断提供了参考。 关键词：计算机视觉，图像处理，图像分析，生长监测，分水岭 doi：10．3969a．issn．1002—6819．2009．09．063 中图分类号：TP391．41 文献标识码：A 文章编号：1002—6819(2009)一9一0356—05 --360． Yubin，eta1．Non-destructivemeasurementofdiameter fruitbasedon ZengQingbing，LiuChengliang，Miao ofoverlappinggrape ofthe Chinese、Ⅳith morphologicalimageprocessing[J]．TransactionsCSAE，2009，25(9)：356--360．(inEnglishabs仃ac0 本文在考虑葡萄果实形态和现场环境基础上，提出 0引言 基于计算机视觉的非接触、重叠条件下葡萄果实直径测 植物果实生长受水分、光照、温度等环境因子的影 量方法，该方法能在自然生长状态下连续、准确测量葡 响。通过监测果实尺寸变化可以研究作物生长规律、了 萄果实直径，采集的图像还可用于葡萄生长建模研究。 解植物生理状况以及水分和养分等对其生长的影响。果 1葡萄图像获取 实大小日变化量作为监测作物水分状况的一个重要指标 已用于作物水分的自动化管理中，准确测量植物果实大 根据实际需要，本文设计了如图l所示的图像采集 小在现代农业生产中具有重要意义【l。J。 系统，系统主要包括奥林巴斯数码相机、三脚架、环形 果实尺寸现有测量仪器主要为游标卡尺和线性位移 光源、时间继电器和支撑架等。图像采集设备为奥林巴 X 传感器(1inearvariable transducers，LVDTs)。斯SP．5IOUZ型相机，该相机最大分辨率 displacement 但游标卡尺不能连续测量果实大小，且不易控制果体上 像素，CCD感光元件尺寸为1／2．5英寸。采集的图像保存 测量位置和卡尺夹持力度，会给测量结果带来误差；果 至相机的XD存储卡中，存储卡容量为2G。该款相机具 实大小测量中应用较多的是线性位移传感器，其测量精 有间隔拍摄功能，时间间隔可设为1～99min。为获取高 度能达到微米级，且能连续测量果实大小，国内外研究