1.基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
获取植物叶片图像,得到植物叶片图像的灰度图;
获取灰度图的多个超像素块,根据每个超像素块的灰度级比例计算每个超像素块的模糊度,对所有超像素块的模糊度进行聚类获得清晰的超像素块集合以及模糊的超像素块集合;
对植物叶片图像的灰度图进行连通域分析,得到多个第一连通域,将所有清晰超像素块和第一连通域拼接获得第二连通域,将所有模糊超像素块与第一连通域拼接获得第三连通域;
对图像进行边缘检测,可以得到最外侧闭合边缘线、每个连通域内的闭合边缘线、每个连通域内部非闭合边缘线,根据所有的第二连通域最外侧边缘线中每个边缘点的梯度方向上的变化特征得到所有第二连通域边缘线梯度方向上的第一灰度变化速率,根据第三连通域最外侧边缘线上边缘点梯度方向相邻的两个像素点的灰度差得到所有第三连通域上每个边缘点的第二灰度变化速率;
根据每个第二灰度变化速率与第一灰度变化速率计算矫正参数,利用矫正参数对所有第三连通域的边缘像素点进行矫正,矫正完成后的所有第三连通域包含的像素点就是模糊区域,剩余部分是清晰区域;
根据清晰区域的内部的非闭合边缘线上的边缘点计算表征模糊区域内部的拉伸对比系数,使用拉伸对比系数对模糊区域进行拉伸,对拉伸后的图像进行检测,并进行药物防治。
2.根据权利要求1所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述根据每个超像素块的灰度级比例计算每个超像素块的模糊度的方法为:式中,Na,b表示第a个超像素块内灰度值为b的像素点的个数,Na表示第a个超像素块内的像素点的总个数,Pa(b)表示在第a个超像素块内灰度值为b的像素点数量占总像素点数量的比例,Ma表示第a块超像素块的模糊度。
3.根据权利要求1所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述将所有清晰超像素块和第一连通域拼接获得第二连通域,将所有模糊超像素块与第一连通域拼接获得第三连通域的方法为:将清晰超像素块单独得到其位置和面积,与每个第一连通域进行比较,若清晰超像素块的面积有90%在某个第一连通域内,则将该超像素块划分到所述第一连通域内,并将连通域边缘线更新为超出连通域范围外的超像素块的边缘线,此时更新边缘线后的第一连通域作为第二连通域;
模糊超像素块与剩余的第一连通域进行结合,当某个第一连通域内存在模糊超像素块时,该第一连通域作为第三连通域。
4.根据权利要求1所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述根据所有的第二连通域最外侧边缘线中每个边缘点的梯度方向上的变化特征得到所有第二连通域边缘线梯度方向上的第一灰度变化速率计算方法为:式中,Ie,N表示所有第二连通域最外侧闭合边缘线第e个边缘像素点在梯度方向上在第二连通域内部的像素点的灰度值,Ie,W表示所有第二连通域最外侧闭合边缘线第e个边缘像素点在梯度方向上在第二连通域外部的像素点的灰度值,x表示所有第二连通域最外侧闭合边缘线上包含像素点的总个数,V1表示第一灰度变化速率。
5.根据权利要求1所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述根据第三连通域最外侧边缘线上边缘点梯度方向相邻的两个像素点的灰度差得到所有第三连通域上每个边缘点的第二灰度变化速率的方法为:获取所有第三连通域内部的所有最外侧闭合边缘线的边缘点,将该边缘点按照边缘线做垂线,得到边缘点在垂线上两侧的两个像素点为边缘点梯度方向相邻的两个像素点,将边缘点的两个相邻的像素点之间差值的绝对值作为该边缘点的第二灰度变化速率。
6.根据权利要求1所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述根据每个第二灰度变化速率与第一灰度变化速率计算矫正参数,利用矫正参数对所有第三连通域的边缘像素点进行矫正的方法为:将第三连通域中每个最外侧闭合边缘线的边缘点的第二灰度变化速率与第一灰度变化速率的比值与1做差的绝对值进行归一化得到矫正参数,当矫正参数在第一区间内时,不进行矫正,否则对所有第三连通域的边缘像素点进行矫正。
7.根据权利要求6所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述对所有第三连通域的边缘像素点进行矫正的具体方法为:对于第三连通域的边缘点的梯度方向上进行像素点遍历,每遍历一个像素点,计算该像素点的第二灰度变化速率,然后与第一灰度变化速率计算得到新的矫正参数,直到同时遍历到均满足矫正参数所在第一区间的两个或多个像素点时,将遍历得到的靠近连通域中心的像素点为第三连通域的新边缘点。
8.根据权利要求1所述的基于优化分割的植物叶片病虫害程度检测方法,其特征在于,所述根据清晰区域的内部的非闭合边缘线上的边缘点计算表征模糊区域内部的拉伸对比系数的方法为:式中,Iz,q表示清晰区域内部非闭合边缘线上的第z个像素点的八邻域内的第q个边缘像素点的灰度值,p表示此像素点八邻域中包含非检测出的边缘的像素点的总个数,Iz表示第z个像素点的灰度值,g表示清晰区域连通域内部非闭合边缘线上的边缘点的数量,α表示拉伸对比系数。