專利名稱：植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物葉片面積的測(cè)量方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種植物葉片面積及葉片表面病斑面積的無(wú)損測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
植物葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官。在受到病害威脅時(shí)，植物葉片表面病斑直接影響著植物的光合過(guò)程。同時(shí)，葉片表面病斑的大小也常作為植物病害等級(jí)的劃分依據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，主要有方格法、剪紙法、葉面積儀法以及軟件分析法。方格法和剪紙法的費(fèi)用低，方法簡(jiǎn)單，但是方格法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，并且存在較大的人為誤差，剪紙法在一定程度上受到材料的均一性的制約，并且當(dāng)葉片邊緣不平滑，病斑數(shù)量較多，形狀復(fù)雜時(shí)，按照此法，剪紙困難，難以完成測(cè)量。葉面積儀法雖然能夠快速準(zhǔn)確的測(cè)量葉面積，操作簡(jiǎn)單，但是價(jià)格昂貴，而且對(duì)葉片表面的病斑面積無(wú)法完成測(cè)量。而軟件分析法往往采用專業(yè)的測(cè)量裝置及相應(yīng)的分析軟件，需要專業(yè)的操作，并且需要購(gòu)買。例如:中國(guó)專利公告號(hào)為CN101799283B,公告日為2011.06.22，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010137040.2，發(fā)明名稱為《闊葉植物葉面積的無(wú)損測(cè)量方法》，該案采用剪紙稱重的方法計(jì)算得到葉片的面積。由于植物葉片邊緣可能不平滑，葉片表面病斑可能不止一個(gè)或幾個(gè)，很可能有多個(gè)，而且形狀復(fù)雜，大小不等，導(dǎo)致剪紙困難。因此，這種方法只適用于闊葉植物邊緣平滑的葉片面積及葉片表面形狀規(guī)則，面積較大，數(shù)量較少的病斑面積的測(cè)量。中國(guó)專利公告號(hào)為CN101726267B，公告日為2011.04.27，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910265908.4，發(fā)明名稱《一種活體葉面積測(cè)試儀及其測(cè)試葉面積的方法》，該案中采用墊板、蓋板、殼體、縱向脈沖發(fā)生器、光電傳感器、薄膜按鍵和測(cè)繩所組成的葉面積測(cè)試儀，還采用較多的配套模塊，費(fèi)用相對(duì)較高，過(guò)程相對(duì)繁瑣，在測(cè)量效率方面有一定的不足，并且不能完成葉片表面病斑面積的測(cè)量。中國(guó)專利公告號(hào)為CN102214306B，公告日為2013.01.30，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110162727.6，發(fā)明名稱為《葉片病斑識(shí)別方法及裝置》，該案通過(guò)圖像獲取單元、圖像處理識(shí)別單元和顯示單元構(gòu)成葉片病斑識(shí)別裝置。通過(guò)獲取復(fù)雜背景下含有葉片病斑的圖像；分析整體圖像的顏色特征并簡(jiǎn)化背景；提取某一顏色通道分量若干病斑區(qū)域及背景區(qū)域的膜內(nèi)區(qū)，對(duì)每個(gè)膜內(nèi)區(qū)進(jìn)行紋理特征提取，并與不同區(qū)域里的顏色特征分量共同構(gòu)成待選特征向量；優(yōu)化待選特征向量的權(quán)重值；對(duì)優(yōu)化后的特征向量進(jìn)行特征維的選擇；對(duì)優(yōu)化的特征空間聚類。過(guò)程復(fù)雜，需要專業(yè)的操作人員才能完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的由于植物葉片邊緣不平滑或由于葉片表面病斑形狀復(fù)雜、數(shù)量較多，導(dǎo)致葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量過(guò)程操作復(fù)雜，甚至難以測(cè)量的問(wèn)題。提供了一種植物葉片面積及葉片表面病斑面積的無(wú)損測(cè)量方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的步驟如下:I)利用數(shù)碼相機(jī)采集圖像:(I)將已知長(zhǎng)為a寬為b的長(zhǎng)方形的白紙板放到置于水平放置的底部墊板(I)上；(2)將被測(cè)的帶有病斑的植物葉片置于白紙板上；(3)將數(shù)碼相機(jī)放在白紙板和帶有病斑的植物葉片的正上方，將白紙板和被測(cè)的植物葉片清晰地拍攝出一個(gè)畫(huà)面的圖像；(4)將拍攝好的帶有白紙板和被測(cè)的植物葉片的圖像導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中。2)采用Photoshop軟件處理圖像:
(I)將拍照好的帶有白紙板和帶有病斑的被測(cè)的植物葉片的圖像在Photoshop中打開(kāi)；(2)分別存儲(chǔ)圖像中的白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道；(3)讀取白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的像素?cái)?shù)=PpP2與P3。3)計(jì)算植物葉片的面積及葉片表面病斑的面積:(I)計(jì)算長(zhǎng)方形的白紙板的面積S':S' =aXb ；(2)計(jì)算照片中白色部分、健康部分和病斑部分的像素?cái)?shù)之和P:P=P1+P2+P3;(3)計(jì)算白色部分、健康部分和病斑部分的實(shí)際面積之和S，白色部分、健康部分和病斑部分的實(shí)際面積之和S即為白紙板面積:S=S' =aXb ；(4)根據(jù)像素?cái)?shù)比等于面積比，計(jì)算植物葉片的面積，植物葉片的面積即為健康部分面積S2和病斑部分面積S3之和S2+S3:S2+S3= (P2+P3)/PXS；(5)計(jì)算植物葉片表面病斑面積S3:S3=P3/PXS。技術(shù)方案中所述的底部墊板要與白紙板的顏色存在明顯反差，并不與植物葉片和葉片表面病斑的顏色相同或相近，白紙板的面積根據(jù)植物葉片的面積調(diào)整大小，白紙板的面積大于植物葉片的面積，底部墊板的面積大于白紙板的面積。技術(shù)方案中所述的被測(cè)的植物葉片的表面上放置有一個(gè)使植物葉片平整的透明蓋板，透明蓋板的面積大于白紙板的面積小于底部墊板的面積。技術(shù)方案中所述的分別存儲(chǔ)圖像中的白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的步驟如下:I)利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的白紙板區(qū)域，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使顏色為白色的相鄰區(qū)域均被選中，在O 255范圍內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)娜莶?，使螞蟻線在植物葉片的邊緣和白紙板的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域，點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“白色部分”;2)利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片的健康部分，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具相近顏色的所有區(qū)域均被選中，在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片的邊緣和葉片表面病斑的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域，點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“健康部分”;3)利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片的具有典型顏色的葉片表面病斑，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具有相近顏色的所有區(qū)域均被選中，在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片上所有的葉片表面病斑的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域，點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“病斑部分”。技術(shù)方案中所述的讀取白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的像素?cái)?shù)的步驟如下:I)點(diǎn)擊選擇-載入選區(qū)，通道選擇“白色部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“白色部分”的圖樣，點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中白色區(qū)域的像素?cái)?shù)P1 ；2)點(diǎn)擊選擇-載入選區(qū)，通道選擇“健康部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“健康部分”的圖樣，點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中健康區(qū)域的像素?cái)?shù)P2;3)點(diǎn)擊選擇-載入選區(qū)，通道選擇“病斑部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“病斑部分”的圖樣，點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中病斑區(qū)域的像素?cái)?shù)p3。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:1.本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法能夠?qū)χ参锶~片及其表面病斑面積無(wú)損，快速測(cè)量出來(lái)。2.本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法適用范圍廣泛，適用于多種闊葉植物葉片及其表面病斑`面積的測(cè)量，不受葉片形狀及葉片邊緣平滑程度的制約，更不受病斑的數(shù)量及分布的制約，尤其克服了病斑面積較小，形狀復(fù)雜等給測(cè)量帶來(lái)的困難。3.本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法采用數(shù)碼相機(jī)來(lái)協(xié)助完成測(cè)量，過(guò)程中不需了解數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)。同時(shí)，測(cè)量過(guò)程中也不受其它材料，儀器的限制。4.本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法對(duì)采集的圖像進(jìn)行分析，采用白紙板面積作為相對(duì)量進(jìn)行計(jì)算，所采集的圖像中植物葉片的大小不會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。5.本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法僅使用Photoshop中的魔棒選擇工具和圖片存取功能，讀取像素?cái)?shù)即可，操作簡(jiǎn)單、方便，速度快，而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。6.本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法使用數(shù)碼相機(jī)、白紙板和計(jì)算機(jī)即可完成，成本較低，在農(nóng)業(yè)科研和生產(chǎn)中可以廣泛應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明:圖1本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的流程框圖2本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的采集圖像的示意圖；圖3本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的圖像中白色區(qū)域選擇示意4本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的圖像中健康區(qū)域選擇示意圖；圖5本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的圖像中病斑區(qū)域選擇示意圖；圖中:1.底部墊板，2.透明蓋板，3.白紙板，4.植物葉片，5.葉片表面病斑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述:在自然狀態(tài)下生長(zhǎng)的闊葉植物葉片常常不是完全處于一個(gè)水平面上，很多都是處于彎曲的狀態(tài)，整個(gè)葉片在一個(gè)弧形面上。這給測(cè)量葉片面積及其表面病斑面積帶來(lái)了很大困難，而傳統(tǒng)的測(cè)量方法又存在各自的缺陷。本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法具體步驟如下:1.利用數(shù)碼相機(jī)采集圖像:I)參閱圖2，將一張已知長(zhǎng)為a，寬為b的長(zhǎng)方形的白紙板3放到置于水平平面的底部墊板I上，底部墊板I要與白紙板3的顏色存在明顯反差，并且不要與植物葉片4或葉片表面病斑5的顏色相同或相近， 白紙板3的面積可根據(jù)植物葉片4的面積調(diào)整大小，要求大于植物葉片4的面積。2)將被測(cè)的帶有病斑的植物葉片4置于白紙板3上，為了保證植物葉片4平整，在被測(cè)的植物葉片4的表面上放置有一定硬度的透明蓋板2，透明蓋板2的面積大于白紙板3的面積小于底部墊板I的面積。3)將數(shù)碼相機(jī)放在白紙板3和帶有病斑的植物葉片4的正上方，將白紙板3和被測(cè)的植物葉片4清晰的拍攝出一個(gè)畫(huà)面的圖像。4)將拍攝好的帶有白紙板3和被測(cè)的植物葉片4的圖像導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中。2.采用Photoshop軟件處理圖像:I)在Photoshop軟件中打開(kāi)圖像打開(kāi)Photoshop軟件，點(diǎn)擊工具欄中的文件-打開(kāi)，選擇所要處理的圖像，將拍照好的帶有白紙板3和帶有病斑的被測(cè)的植物葉片4的圖像在Photoshop中打開(kāi)。2)分別存儲(chǔ)圖像中的白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道(I)參閱圖3，利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的白紙板3區(qū)域，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使顏色為白色的相鄰區(qū)域均被選中。在O 255范圍內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)娜莶?，使螞蟻線在植物葉片4的邊緣和白紙板3的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域。點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“白色部分”。(2)參閱圖4，利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片4的健康部分，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具相近顏色的所有區(qū)域均被選中。在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片4的邊緣和葉片表面病斑5的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)Shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域。點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“健康部分”。(3)參閱圖5，利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片4的具有典型顏色的葉片表面病斑5，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具有相近顏色的所有區(qū)域均被選中。在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片4上所有的葉片表面病斑5的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域。點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“病斑部分”。3)讀取白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的像素?cái)?shù)(I)在Photoshop軟件中點(diǎn)擊選擇_載入選區(qū)，通道選擇“白色部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“白色部分”的圖樣。點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中白色區(qū)域的像素?cái)?shù)P:。(2)在Photoshop軟件中點(diǎn)擊選擇_載入選區(qū)，通道選擇“健康部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“健康部分”的圖樣。點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中健康區(qū)域的像素?cái)?shù)P2。(3)在Photoshop軟件中點(diǎn)擊選擇_載入選區(qū)，通道選擇“病斑部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“病斑部分”的圖樣。點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中病斑區(qū)域的像素?cái)?shù)P3。3.計(jì)算植物葉片的面積及葉片表面病斑的面積:I)計(jì)算長(zhǎng)方形的白紙板3的面積S':S' =aXb ；2)計(jì)算照片中白色部分、健康部分和病斑部分的像素?cái)?shù)之和P:P=P1+P2+P3;3)計(jì)算白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)區(qū)域的實(shí)際面積之和S。因?yàn)橹参锶~片4置于白紙板3上，所以三個(gè)區(qū)域的實(shí)際面積之和S即為白紙板面積:S=S' =aXb ；4)根據(jù)像素?cái)?shù)比等于面積比，計(jì)算植物葉片4的面積，植物葉片4的面積即為健康部分面積S2和病斑部分面積S3之和S2+S3:S2+S3= (P2+P3)/PXS；5)計(jì)算植物葉片表面病斑面積S3:S3=P3/PXS。實(shí)施例:1.利用數(shù)碼相機(jī)采集圖像:I)參閱圖2，本發(fā)明所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法采用底部墊板I將自然狀態(tài)下生長(zhǎng)的葉片墊起，底部墊板I的表面上固定有aXb=21.0OcmX 14.85cm的白紙板3,底部墊板I的面積大于白紙板3面積,且底部墊板I的顏色與白紙板3、植物葉片4表面健康部分及病斑部分的顏色存在明顯差別。白紙板3的面積大于植物葉片4的面 積。2)被測(cè)帶有病斑的植物葉片4平鋪于白紙板3上，為了保證植物葉片4平整，在被測(cè)的植物葉片4的表面放置一個(gè)硬質(zhì)、塑料材質(zhì)的平整的透明蓋板2。
3)將數(shù)碼相機(jī)放在白紙板3和帶有病斑的植物葉片4的正上方，將白紙板3和被測(cè)的植物葉片4清晰地拍攝出一個(gè)畫(huà)面的圖像。將拍攝好的帶有白紙板3、有病斑的被測(cè)的植物葉片4的圖像導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中。2.采用Photoshop軟件處理圖像:I)在Photoshop軟件中打開(kāi)圖像將存入計(jì)算機(jī)中的帶有白紙板3、有病斑的被測(cè)的植物葉片4的圖像在Photoshop軟件中打開(kāi)。具體操作為:打開(kāi)Photoshop軟件，點(diǎn)擊文件-打開(kāi)，選擇所要處理的圖像，將拍照好的帶有白紙板3、有病斑的被測(cè)的植物葉片4的圖像導(dǎo)入到Photoshop軟件中。2)分別存儲(chǔ)圖像中的白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道(I)參閱圖3，利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的白紙板3區(qū)域，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使顏色為白色的相鄰區(qū)域均被選中。在O 255范圍內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)娜莶?，使螞蟻線在植物葉片4邊緣和白紙板3邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域。點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“白色部分”。(2)參閱圖4，利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片4的健康部分，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具相近顏色的所有區(qū)域均被選中。在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片4邊緣和葉片表面病斑5的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域。點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“健康部分”。(3)參閱圖5，利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片的具有典型顏色的病斑部分，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具有相近顏色的所有區(qū)域均被選中。在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片4上所有病斑的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shi·ft或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域。點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“病斑部分”。3)提取白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的像素?cái)?shù):(I)在Photoshop軟件中點(diǎn)擊選擇_載入選區(qū)，通道選擇“白色部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“白色部分”的圖樣。點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中白色區(qū)域的像素?cái)?shù)P1, PF176126。(2)在Photoshop軟件中點(diǎn)擊選擇_載入選區(qū)，通道選擇“健康部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“健康部分”的圖樣。點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中健康區(qū)域的像素?cái)?shù)P2, P2=15930。(3)在Photoshop軟件中點(diǎn)擊選擇_載入選區(qū)，通道選擇“病斑部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“病斑部分”的圖樣。點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中病斑區(qū)域的像素?cái)?shù)P3, P3=836。3.計(jì)算植物葉片的面積及葉片表面病斑的面積I)計(jì)算白紙板3的面積S':S' =aXb=21.00X14.85=311.85 (cm2)；2)計(jì)算圖像中白色部分、健康部分和病斑部分的像素?cái)?shù)之和P:P=P1+P2+P3=176126+15930+836=192892;3)計(jì)算白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)區(qū)域的實(shí)際面積之和S，三個(gè)區(qū)域的實(shí)際面積之和S即為白紙板3的面積:S=S' =aXb=21.00X14.85=311.85 (cm2)；4)根據(jù)像素?cái)?shù)比等于面積比，計(jì)算植物葉片4的面積，植物葉片(4)的面積即為健康部分面積S2和病斑部分面積S3之和s2+s3:S2+S3= (P2+P3) /PXS= (15930+836)/192892X311.85 ^ 27.11 (cm2)；5)計(jì)算植物葉片4表面病斑面積S3:S3=P3/PXS=836/1 92892X311.85 ^ 1.35 (cm2)。
權(quán)利要求
1.一種植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，其特征在于，所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法的步驟如下: 1)利用數(shù)碼相機(jī)采集圖像: (1)將已知長(zhǎng)為a寬為b的長(zhǎng)方形的白紙板(3)放到置于水平放置的底部墊板(I)上； (2)將被測(cè)的帶有病斑的植物葉片(4)置于白紙板(3)上； (3)將數(shù)碼相機(jī)放在白紙板(3)和帶有病斑的植物葉片(4)的正上方，將白紙板(3)和被測(cè)的植物葉片(4)清晰的拍攝出一個(gè)畫(huà)面的圖像； (4)將拍攝好的帶有白紙板(3)和被測(cè)的植物葉片(4)的圖像導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中； 2)采用Photoshop軟件處理圖像: (1)將拍照好的帶有白紙板(3)和帶有病斑的被測(cè)的植物葉片(4)的圖像在Photoshop中打開(kāi)； (2)分別存儲(chǔ)圖像中的白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道； (3)讀取白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的像素?cái)?shù)=PpP2與P3； 3)計(jì)算植物葉片的面積及葉片表面病斑的面積: (1)計(jì)算長(zhǎng)方形的白紙板( 3)的面積S':S' =aXb ； (2)計(jì)算照片中白色部分、健康部分和病斑部分的像素?cái)?shù)之和P:P=P1+P2+P3; (3)計(jì)算白色部分、健康部分和病斑部分的實(shí)際面積之和S，白色部分、健康部分和病斑部分的實(shí)際面積之和S即為白紙板面積:S=S' =aXb ； (4)根據(jù)像素?cái)?shù)比等于面積比，計(jì)算植物葉片(4)的面積，植物葉片(4)的面積即為健康部分面積S2和病斑部分面積S3之和s2+s3:S2+S3= (P2+P3) /PXS ； (5)計(jì)算植物葉片表面病斑面積S3:S3=P3/PXS。
2.按照權(quán)利要求1所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，其特征在于，所述的底部墊板(I)要與白紙板(3)的顏色存在明顯反差，并不與植物葉片(4)和葉片表面病斑(5)的顏色相同或相近，白紙板(3)的面積根據(jù)植物葉片(4)的面積調(diào)整大小，白紙板(3)的面積大于植物葉片(4)的面積，底部墊板(I)的面積大于白紙板(3)的面積。
3.按照權(quán)利要求1所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，其特征在于，所述的被測(cè)的植物葉片(4)的表面上放置有一個(gè)使植物葉片(4)平整的透明蓋板(2)，透明蓋板(2)的面積大于白紙板(3)的面積小于底部墊板(I)的面積。
4.按照權(quán)利要求1所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，其特征在于，所述的分別存儲(chǔ)圖像中的白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的步驟如下: I)利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的白紙板(3)區(qū)域，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使顏色為白色的相鄰區(qū)域均被選中，在O 255范圍內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)娜莶?，使螞蟻線在植物葉片(4)的邊緣和白紙板(3)的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域，點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“白色部分”;2)利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片(4)的健康部分，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具相近顏色的所有區(qū)域均被選中，在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片(4)的邊緣和葉片表面病斑(5)的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域，點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“健康部分”； 3)利用魔棒工具點(diǎn)擊圖像中的帶有病斑的植物葉片(4)的具有典型顏色的葉片表面病斑(5)，選擇消除鋸齒選項(xiàng)與連續(xù)選項(xiàng)，使具有相近顏色的所有區(qū)域均被選中，在O 255范圍內(nèi)設(shè)置容差的數(shù)值，使螞蟻線在植物葉片(4)上所有的葉片表面病斑(5)的邊緣形成，如果選擇區(qū)域與實(shí)際有偏差，可以通過(guò)shift或alt鍵來(lái)增加或刪除選擇區(qū)域，點(diǎn)擊選擇-存儲(chǔ)選區(qū)，設(shè)置所選區(qū)域名稱為“病斑部分”。
5.按照權(quán)利要求1所述的植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，其特征在于，所述的讀取白色部分、健康部分和病斑部分三個(gè)通道的像素?cái)?shù)的步驟如下: O點(diǎn)擊選擇-載入選區(qū)，通道選擇“白色部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“白色部分”的圖樣，點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中白色區(qū)域的像素?cái)?shù)P1 ; 2)點(diǎn)擊選擇-載入選區(qū)，通道選擇“健康部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“健康部分”的圖樣，點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中健康區(qū)域的像素?cái)?shù)P2; 3)點(diǎn)擊選擇-載入選區(qū)，通道選擇“病斑部分”，點(diǎn)擊確定，此時(shí)在Photoshop軟件窗口中出現(xiàn)“病斑部分”的圖 樣，點(diǎn)擊圖像-直方圖，讀取照片中病斑區(qū)域的像素?cái)?shù)P3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種植物葉片面積及葉片表面病斑面積的測(cè)量方法，旨在克服由于植物葉片邊緣不平滑或植物葉片表面病斑形狀復(fù)雜、數(shù)量較多，導(dǎo)致植物葉片及葉片表面病斑面積的測(cè)量困難，甚至難以測(cè)量的問(wèn)題。步驟如下1.在已知面積的白紙板上放置帶有病斑的植物葉片并使植物葉片平整，利用處于白紙板和帶有病斑的植物葉片正上方的數(shù)碼相機(jī)將白紙板和植物葉片拍攝出一個(gè)畫(huà)面的圖像。2.采用Photoshop軟件處理圖像在Photoshop軟件中打開(kāi)圖像；分別存儲(chǔ)圖像中白色部分、健康部分和病斑部分三通道；讀取白色部分、健康部分和病斑部分三通道的像素值。3.根據(jù)像素比等于面積比及白紙板的面積計(jì)算植物葉片面積及葉片表面病斑面積。
文檔編號(hào)G01B11/28GK103234487SQ20131010849
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者于海業(yè), 周麗娜, 張蕾, 隋媛媛, 張強(qiáng), 肖英奎, 王淑杰, 任順, 陳曦, 羅瀚 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)