基于数字图像处理技术的滁菊花盘和花蕊面积的计算方法.pdf
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1、计算机科学与人工智能河南科技Henan Science and Technology总第807期第13期2023年7月收稿日期:2023-03-19基金项目:安徽省高校自然科学研究重大项目“基于近红外光谱的滁菊品质无损检测模型研究”(2022AH040333);安徽省高等学校质量工程项目“物联网PC应用开发 线下课程”(2020kfkc370);滁州职业技术学院科研项目“基于数字图像处理技术的滁菊识别与花形分级方法研究”(YJY-2021-02);物联网应用技术专业教学团队(2021jxtd210);滁州职业技术学院物联网应用技术专业群(2022zya04)。作者简介:丁海涛(1987),男,
2、硕士,助教,研究方向:物联网、计算机教学科研。基于数字图像处理技术的滁菊花盘和花蕊面积的计算方法丁海涛武斌李兰兰宫强(滁州职业技术学院信息工程学院,安徽滁州239000)摘要:【目的目的】通过数字图像处理技术来计算滁菊花盘和花蕊的面积,为滁菊分级划分提供依据。【方法方法】首先对采集到的滁菊图像进行蓝色通道灰度化处理;其次进行图像分割,对分割后的图像进行形态学处理,从而去除孔洞;最后分别用区域生长算法、差值运算分离出参考装置区域、滁菊花盘区域和花蕊区域,并统计各区域像素点的个数。由于参考装置的面积已知,根据比例关系可计算出滁菊花盘面积和花蕊面积。【结果结果】采用该方法计算出的滁菊花盘和花蕊面积准
3、确,效率高。【结论结论】该方法解决了人工计算滁菊花盘和花蕊面积存在的数据不可靠问题,具有重要的现实意义。关键词:滁菊;花盘;花蕊;面积中图分类号:TP391.41文献标志码:A文章编号:1003-5168(2023)13-0022-05DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.13.004The Calculation Method of Flower Disk and Flower Core of ChuzhouChrysanthemum Based on Digital Image Processing TechnologyDING HaitaoWU BinL
4、I LanlanGONG Qiang(School of Information Engineering,Chuzhou Polytechnic,Chuzhou 239000,China)Abstract:Purposes The aim was to calculate the area of flower disc and stamen of Chuzhou Chrysanthemum morifolium by digital image processing technology,so as to provide basis for classification ofChuzhou C
5、hrysanthemum morifolium.Methods Firstly,the collected Chuzhou chrysanthemum imageswere grayed by blue channel.Secondly,image segmentation is performed,and morphological processingis performed on the segmented image to remove holes.Finally,the reference device area,Chuzhou chrysanthemum disk area and
6、 stamen area were separated by region growing algorithm and difference operation respectively,and the number of pixels in each area was counted.Since the area of the reference device is known,the area of the flower disc and the area of the stamen can be calculated according to theproportional relati
7、onship.Findings The area of flower disc and stamen of Chuzhou Chrysanthemum calculated by this method was accurate and efficient.Conclusions This method solves the problem of unreliable data in manual calculation of the area of flower discs and stamens of Chuzhou Chrysanthemummorifolium,and has impo
8、rtant practical significance.Keywords:Chuzhou Chrysanthemum;flower disc;flower core;area第13期230引言滁菊是安徽省滁州市特产,同时滁菊也是中国国家地理标志产品,其药用价值极高,具有疏风、清热、明目、解毒等功效,种植范围也十分广泛。目前,国内对滁菊的研究主要集中在滁菊的化学成分、栽培技术、制茶工艺、药用价值、食用价值等领域,如贾雨朦等1对滁菊酚类、多糖、类胡萝卜素提取物抗氧化能力及含量进行研究,结果表明:滁菊的总酚和黄酮含量较高,要高于大洋菊等菊花,多糖和类胡萝卜素含量较低;詹歌等2将HACCP体系引入到
9、滁菊的热泵干制工艺中,提高滁菊茶品质,助力滁州市地方经济发展;于云霞3从筛选优质滁菊种苗开始,通过设定不同定植期、不同定植密度、不同摘心和抹芽方案,种植出富硒滁菊,运用生物炭来提高滁菊抗涝能力,为生产出高产优质的滁菊提供理论依据;翟果等4对观赏菊识别进行研究,通过数字图像处理技术对菊花品种进行识别,正确识别率在92%以上。滁菊具有很高的药用价值和经济价值,如何选育出花盘、花蕊较大的品种,对增加滁菊的产量具有重要意义。针对上述问题,本研究通过数字图像处理技术对滁菊花盘区域和花蕊区域进行有效分离,并准确计算出对应区域的面积,对滁菊花形级别划分具有重要意义,可为农业专家选育滁菊新品种提供参考。1计算
10、方法1.1蓝色通道图像提取在RGB模型5中,每一种基色都有256个亮度等级,分别提取各通道图像,并对其进行比较。由于采集到的滁菊图像为全彩色图像,图像处理起来比较慢,通过分析滁菊图像的特点,对滁菊图像进行灰度化处理。滁菊图像包括花盘和花蕊,花盘为玉白色,花蕊为金黄色。对采集到的彩色滁菊图像直接进行灰度化处理,发现花蕊、花盘区域的灰度值差距不大,继续对其进行图像分割产生的效果不好。通过对图像处理效果的对比,选取蓝色通道图像,并进行灰度化处理,此时花蕊、花盘区域差别最大。1.2最大类间方差法最大类间方差法(OSTU)6通过选取初始阈值来把图像分为两组,计算图像的组间方差和组内方差,二者比值越大,分
11、割效果越好。通过遍历灰度像素值来计算组间方差和组内方差的比值,最大比值对应的阈值即为分割阈值。假定图像f(x,y)的灰度区间为0,L-1,选择一阈值将图像像元分为两组。先分别计算两组像元的像元数、灰度均值、均方差及图像总像元数、灰度均值,再计算组内方差和组间方差。组内方差越小,组内像素越相似;组间方差越大,两组的差别越大;组间方差与组内方差的比值越大,分割效果越好。通过改变初始阈值的取值,比值最大的分组所对应的阈值即为最终分割阈值。1.3形态学处理1.3.1灰度腐蚀运算。在对灰度图像处理过程中,用结构元素b(x,y)来定义输入图像f(x,y)腐蚀运算,见式(1)7。(fb)(s,t)=min
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