1.一种基于多曝光融合测量叶面积指数的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、采集冠层图像;
(1.1)、利用相机的自动曝光模式对植物冠层进行拍摄,采集冠层图像并记录拍摄冠层图像时的曝光时间;
(1.2)、以记录下的曝光时间为参考,设置不同的K个曝光时间档位,其中K个曝光时间档位包括自动曝光模式的曝光时间;
(1.3)、将相机的曝光时间依次固定在K个曝光时间档位,然后在同一采样点依次进行拍摄,从而采集到同一采样点的K幅不同曝光时间的冠层图像;
(2)、对冠层图像进行多曝光融合处理;
(2.1)、将同一采样点的K幅冠层图像分别转化成灰度图,其中,第k幅冠层灰度图像记为Ik,k=1,2,…,K;
(2.2)、将冠层灰度图像Ik进行全局平均滤波得到全局滤波图像Lk,再将Lk中的各个像素点带入公式(1),计算冠层灰度图像Ik在各个像素位置的全局曝光权重;
其中, 表示Ik中像素点(x,y)处的全局曝光权重,上标B表示基本层,g表示全局,σg为全局高斯分布的参数, 表示 中像素点(x,y)处的像素值;
(2.3)、将冠层灰度图像Ik经过导向滤波器得到Ik的基本层Bk;
Bk=Gr,ε(Ik,Ik) (2)其中,Gr,ε()表示导向滤波器;
(2.4)、计算冠层灰度图像Ik在各个像素位置的局部曝光权重其中,上标l表示局部,Bk(x,y)表示基本层Bk中像素点(x,y)处的像素值,σl为局部高斯分布的参数;
(2.5)、将每个像素点的全局曝光权重 和局部曝光权重 融合在一起,作为基层权重
(2.6)、计算冠层灰度图像Ik的细节层Dk;
Dk=Ik‑Bk (5)(2.7)、将冠层灰度图像Ik通过7×7的平均滤波器处理,得到滤波图像 再将 中的各个像素点带入公式(6),计算出冠层灰度图像Ik的细节层权重其中,上标D表示细节层, 表示 中像素点(x,y)处的像素值,σD为控制高斯分布的参数;
(2.8)、在基本层Bk和细节层Dk中,分别将各个像素位置处的权重值除以各个像素位置处的权重之和,得到各个像素位置处的归一化权重,各个像素位置处的归一化权重组成归一化权重矩阵;
(2.9)、计算多曝光融合处理后的冠层图像;
其中, 表示基本层Bk对应的归一化权重矩阵, 表示细节层Dk对应的归一化权重矩阵,α表示控制多曝光融合图像的融合对比度;
(3)、利用半球摄影法计算多曝光融合后的冠层图像的叶面积指数;
(3.1)、对多曝光融合后的冠层图像Pout进行二值化处理,二值化处理后,将得到的二值化图像中的白色像素标记为背景像素,将黑色像素标记为植被冠层像素;
(3.2)、设定标定投影方程r=fθ,f为鱼眼镜头有效圆形成像区域的半径,θ为入射角,r表示环半径;
根据标定投影方程,在二值化图像中按照(0~θ0)入射角范围取n个环,每个环对应宽度dθ=θ0/n的入射角区间,由内到外,各环的半径为r1=f·θ0/n,r2=2f·θ0/n,r3=3f·θ0/n......rn=f·θ0,各环的入射角依次用θ1=1/(2n)θ0,θ2=3/(2n),θ3=5/(2n)θ0,…,θn=(2n‑1)/(2n)θ0表示;
(3.3)、计算各入射角下的冠层孔隙度T(θi);
其中,T(θi)表示入射角θi下的冠层孔隙度,Nf(θi)表示在入射角θi下二值化图像中的植被冠层像素点的个数,Nb(θi)表示在入射角θi下二值化图像中的背景像素点的个数;
(3.4)、计算叶面积指数LAI;
其中, 为各个环的归一化权重因子,满足