采用全景技术的机器视觉测量玉米果穗考种指标

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1、第29卷第24期农业工程学报Vo1．29No．242013正12月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringDec．2013155采用全景技术的机器视觉测量玉米果穗考种指标王传宇i,2,3，郭新宇，2，，吴升1,2,3，肖伯祥1,2,3，杜建军2，。(1．北京农业信息技术研究中心，北京100097；2．国家农业信息化工程技术研究中心，北京100097；3．农业部农业信息技术重点实验室，北京100097)摘要：为了在利用图像技术无损考察玉米果穗形态指标时，能够利用一幅图像显示整

2、个玉米果穗的外形，从而减少多幅图像拼接产生的重叠和处理不便，该文提出一种新的基于机器视觉的玉米果穗考种方法与配套装置，首先拍摄旋转玉米果穗图像序列，应用SIFT(scaleinvariantfeaturetransform)算法获取图像特征点，对特征点随机采样计算单应矩阵并进行一致性检测排除外点，将前后2帧图像注册到同一坐标系。然后采用动态规划法寻找前后2帧拼接图像的缝合线，按缝合线切割图像，以图像模板高斯滤波权值融合缝合线两侧图像消除曝光差异。依次拼接、融合图像序列生成果穗全景图。对果穗全景图进行考种指标检测，试验结果表明：基于机器视觉的测量

3、值与人工测量方式不存在显著性差异(显著水平a=O．05)，该文所述方法可满足自动化考种的需求。关键词：机器视觉，图像配准，图像融合，全景图，玉米果穗doi：10．3969~．issn．1002～6819．2013．24．021中图分类号：TP391．41文献标志码：A文章编号：1002—6819(2013)一24—0155—08王传宇，郭新宇，吴升，等．采用全景技术的机器视觉测量玉米果穗考种指标[J]．农业工程学报，2013，29(24)：155—162．WangChuanyu，GuoXinyu，WuSheng，eta1．Investigate

4、maizeeartraitsusingmachinevisionwithpanoramicphotograyphy[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2013，29(24)：155—162．(inChinesewithEnglishabstract)在水稻种子图像特征上也取得了成功，Dubey等¨0J0引言利用45个分别属于形状、大小和颜色的小麦种子玉米是中国种植的主要粮食作物，2010年全国形态特征进行品种鉴别。

5、Keefe等I¨4J，Myers等【l5】玉米总产量1．8亿t。随着经济社会发展和耕地面积研究了图像技术分析识别小麦籽粒。以往的研究多的逐年萎缩，迫切需求玉米产量进一步提高，在玉集中在果穗性状指标应用对于性状指标的图像获米增产的众多途径中，新品种的选育与种植是最重取方式涉及较少。玉米果穗呈圆柱形，一幅图像不要的方式之一。玉米果穗形态指标是进行新品种选能记录全部信息，果穗各个侧面包含的颜色、形状、育所参考的重要参数，具体包括：果穗长度、直径、大小、纹理信息不尽相同，围绕果穗旋转拍摄多幅穗行数、行粒数、穗粒数等。记录和考察这些参数最图像才能覆盖整个

6、表面，为了获得理想的处理结好的方法之一即为图像处理，赵春明、杨锦忠等[1-3]果，～般一个果穗需要5～10幅图像，多幅果穗图采用图像处理的方式进行玉米DUS(distinctness，像之间必然存在重叠部分，这些重叠部分通过肉眼uniformity，stability)性状提取和品种鉴别力评价，很难分辨，造成信息冗余与图像处理的不便。能否SuranjanPanigrahi等L4曲J通过提取玉米果穗图像的在一幅图像上显示整个玉米果穗外形以便于进行分形维数和不变矩对果穗形状进行分类。闸建文等果穗性状指标的图像提取，正是本文研究的重点。采集玉米种子图

7、像的3类11个外部特征J，都取得全景摄影(panoramicphotography)技术通过了较好的品种识别效果。吴继华等[81和Sakai等【9]特定的软硬件获得被拍摄物体宽幅图像，将多角度多视点图像序列合成在一幅图像上。全景照片一般收稿日期：2013．05—23修订日期：2013．11-07由镜头可旋转的全景相机获得，但其硬件设备价格较基金项目：农业部行业科技计划项目(201203026)：国家科技支撑计划项高并需要一定的专业操作知识，适用范围受到限制。目(2012BAD35B01)；北京市农林科学院自主创新专项(CX201104011)近

8、年来，通过图像拼接软件将普通成像设备拍摄的图作者简介：王传宇(1981一)，博士，主要从事基于图像的作物长势监像序列合成全景图成为研究热点【l6。J。