一种基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法

1.本发明涉及黑皮鸡枞菌的尺寸测量技术领域，特别涉及一种基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法。


背景技术：

2.黑皮鸡枞菌（oudemansiella raphanipies）属担子亚门菌，层菌纲，伞菌目，口蘑科。肉质细嫩，味道鲜美，营养丰富，同时还具有降低血压、抑制幽门杆菌、修复胃粘膜等价值，受到广大消费者喜爱，为了满足人们对优质黑皮鸡枞菌的需求，培育生长周期短、抗病能力强、品质好的新品种势在必行。
3.菌盖的大小是黑皮鸡枞菌生产和育种过程必须关注的重点，通过观察其尺寸可以知道黑皮鸡枞菌的生长密度，生长速度，并能够以此反推当前环境是否最佳，特别是在强调工厂化栽培的今天，对生长在菇床上的黑皮鸡枞菌菌盖进行准确测量还是判断其是否处于最佳收获时机和利用机器进行采摘的前提条件。
4.由于黑皮鸡枞菌的菌盖近似圆形，因此目前对黑皮鸡枞菌菌盖测量通常是以直径描述，所采用的方法是大多依靠人工肉眼及游标卡尺进行手工测量，工作量大，效率低下，并且测量误差较大，不适合大规模使用，这也在一定程度上阻碍了黑皮鸡枞菌的大规模工厂化生产。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的是提供一种基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，用于解决现有技术中依靠人工肉眼及游标卡尺进行手工测量菌盖，导致工作量大，效率低下，并且测量误差较大，不适合大规模使用的技术问题。
6.本技术提供一种基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，所述方法通过一菌盖尺寸原位测量装置实现，所述菌盖尺寸原位测量装置包括基盆机构以及设于所述基盆机构上方的测量机构；所述基盆机构包括培养盆，所述培养盆用于培养黑皮鸡枞菌，所述测量机构包括导向组件、与所述导向组件可滑动连接的支撑组件、以及设于所述支撑组件上方的相机组件，所述相机组件与所述支撑组件滑动连接，所述导向组件设于所述培养盆的两侧且沿所述培养盆的长度方向设置，所述相机组件包括相机，所述相机与所述培养盆的底面垂直设置；所述菌盖尺寸原位测量装置还包括设于所述支撑组件上的控制单元，所述控制单元连接所述测量机构以控制所述测量机构沿所述导向组件滑动，所述控制单元还连接所述相机组件以控制所述相机组件相对所述支撑组件滑动，所述控制单元还连接所述相机以控制所述相机获取在培养盆中生长的每一黑皮鸡枞菌的菌体图像；所述菌盖尺寸原位测量方法应用于控制单元，所述方法包括：获取在培养盆中生长的每一黑皮鸡枞菌的菌体图像，并对所述菌体图像进行图像
二值化以得到二值化处理图像，根据所述二值化处理图像获得前景图像和背景图像，所述前景图像为菌盖图像，所述背景图像为覆土图像，根据所述菌盖图像和所述覆土图像对所述二值化处理图像进行边缘检测以得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，所述具有干扰的菌盖边缘轮廓包括黑皮鸡枞菌的原有轮廓以及与所述原有轮廓相关联的边缘轮廓；获取所述具有干扰的菌盖边缘轮廓的中心坐标点，根据所述中心坐标点获取所述具有干扰的菌盖边缘轮廓中的每一轮廓点与所述中心坐标点的欧式距离，对每一轮廓点与所述中心坐标点的欧式距离进行一次筛选以获得初级菌盖边缘轮廓；以所述中心坐标点为初始圆心、以单位像素作为间距得到预设像素范围内的多个预选像素点，以所述预选像素点为候选圆心，获取所述初始圆心以及每一所述候选圆心与所述初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离，对得到的所述初始圆心以及每一所述候选圆心与所述初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行二次筛选以获得目标圆心以及目标轮廓距离，将所述目标圆心以及所述目标轮廓距离分别作为拟合圆心及拟合半径进行拟合以得到与黑皮鸡枞菌对应的拟合菌盖，对所述拟合菌盖进行测量以得到黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸。
7.上述基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，通过控制单元控制测量机构运动从而带动相机运动以自动获取设于培养盆内的所有黑皮鸡枞菌的菌体图像，而后通过自动获取到的菌体图像计算得到黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸，替换了传统技术中需要手动测量的技术方案，减小了工作量，提高了测量效率。具体的，将菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理图像，再去除二值化处理图像中的图像噪声，提高自动测量数据的准确性，再对二值化处理图像进行边缘检测以得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，从而确定黑皮鸡枞菌的原有轮廓以及与原有轮廓相关联的边缘轮廓，以保证得到的菌盖图像为完整图像；而后结合像素点与轮廓距离进行一次筛选得到初级菌盖边缘轮廓，再对初级菌盖边缘轮廓进行二次筛选得到与黑皮鸡枞菌对应的拟合菌盖，再对拟合菌盖进行测量即得黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸，本技术自动测量菌盖尺寸，大大降低了测量工作量，便于大规模推广，且通过设备的自动化工作即可进行菌盖尺寸的自动测量，大大提高了测量效率，解决了现有技术中依靠人工肉眼及游标卡尺进行手工测量菌盖，导致测量工作量大，效率低下，并且测量误差较大，不适合大规模使用的技术问题。
8.另外，根据本发明上述的基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，对每一轮廓点与所述中心坐标点的欧式距离进行一次筛选以获得初级菌盖边缘轮廓的步骤包括：根据第一预设组距对每一轮廓点与所述中心坐标点的欧式距离进行分组以得到多组欧式距离；获取每一组欧式距离中的轮廓点数量，依次计算每一组欧式距离中的轮廓点数量与轮廓点总数的比值，从得到的多组比值中选取最高比值，并判断所述最高比值是否小于预设值；若所述最高比值小于所述预设值，则选取与所述最高比值相邻的两比值并进行叠加，判断叠加后的比值是否小于所述预设值；若叠加后的比值小于所述预设值，则选取与叠加后的比值相邻的两比值并再次叠加，并返回执行判断叠加后的比值是否小于所述预设值的步骤，直至叠加后的比值不小于
预设值；获取叠加后的比值不小于预设值时叠加后的比值对应欧式距离的阈值，并将该阈值分别作为最大候选半径和最小候选半径；以所述中心坐标点为圆心，分别以所述最大候选半径和所述最小候选半径为半径作圆获得最大候选圆和最小候选圆，并将所述最大候选圆和所述最小候选圆之间的区域定为候选区域；去除所述具有干扰的菌盖边缘轮廓中除所述候选区域外的所有轮廓点，以获得初级菌盖边缘轮廓。
9.进一步地，对得到的所述初始圆心以及每一所述候选圆心与所述初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行二次筛选以获得目标圆心以及目标轮廓距离的步骤包括：根据第二预设组距对所述初始圆心以及每一所述候选圆心与所述初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行分组以获得多组欧式距离，所述第二预设组距小于所述第一预设组距；获取每一组欧式距离中的轮廓点数量，计算每一组欧式距离中的轮廓点数量与轮廓点总数的比值，并取最高比值对应的欧式距离为目标轮廓距离，目标轮廓距离对应的圆心为目标圆心。
10.进一步地，对所述菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理图像的步骤之前包括：获取每一菌体图像的原始色彩空间，并对菌体图像进行色彩空间转换以将菌体图像的原始色彩空间转换为目标色彩空间而得到目标色彩空间菌体图像；根据最大类间方差法对所述目标色彩空间菌体图像进行分割，并对分割后的目标色彩空间菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理后图像。
11.进一步地，在获取每一菌体图像的原始色彩空间，并对菌体图像进行色彩空间转换以将菌体图像的原始色彩空间转换为目标色彩空间而得到目标色彩空间菌体图像的步骤中：所述原始色彩空间为rgb色彩空间，所述目标色彩空间为hsi色彩空间，色彩空间转换的转换公式为：式中，h表示色调，s表示饱和度，i表示亮度，r表示红色值，g表示绿色值，b表示蓝色值。
12.进一步地，根据最大类间方差法对所述目标色彩空间菌体图像进行分割的步骤包
括：获取所述hsi色彩空间的色调分量；通过最大类间方差法结合所述色调分量确定所述目标色彩空间菌体图像的分割阈值，并根据所述分割阈值对所述目标色彩空间菌体图像进行分割。
13.进一步地，根据所述二值化处理图像获得前景图像和背景图像的步骤包括：获取二值化处理图像；根据图像质量判断所述二值化处理图像是否存在图像噪声；若所述二值化处理图像存在图像噪声，则对所述二值化处理图像进行闭运算，再对闭运算后的图像进行开运算以去除所述二值化处理图像中的连通域及背景噪声而得到前景图像和背景图像。
14.进一步地，获取在培养盆中生长的每一黑皮鸡枞菌的菌体图像的步骤之前包括：获取在培养盆中生长的菌盖的原始图像数据；对所述原始图像数据进行图像预处理以提升所述原始图像数据的对比度得到高对比度图像数据；其中，提升所述原始图像数据的对比度的方法为：对所述原始图像数据进行规格化以使所述原始图像数据的亮度等级符合阈值；其中，规格化的公式为：式中，表示每个像素点规格化后的值，x表示输入原始图像中的每个像素的值，min表示原始图像中所有像素点的最小的值，max表示原始图像中所有像素点的最大的值，为255，为0。
15.进一步地，对所述原始图像数据进行图像预处理以提升所述原始图像数据的对比度得到高对比度图像数据的步骤之后包括：将所述高对比度图像数据输入至预训练的黑皮鸡枞菌识别模型中进行数据处理以获取每一菌盖的图像位置坐标；根据所述图像位置坐标对所述高对比度图像数据进行图像分割以获取与每一所述菌盖对应的黑皮鸡枞菌的菌体图像。
附图说明
16.图1为本发明中菌盖尺寸原位测量装置的结构示意图；图2为图1中区域a的局部放大图；图3为本发明第一实施例中菌盖尺寸原位测量方法的流程图；图4为本发明第二实施例中菌盖尺寸原位测量方法的流程图；图5为本发明中包围框裁剪单个黑皮鸡枞菌的示意图；图6为本发明中二值化处理图像的示意图；图7为本发明第二实施例中步骤s207的流程图；
图8为本发明第二实施例中步骤s207的实现过程示意图；图9为本发明第二实施例中步骤s209的流程图；图10为本发明第二实施例中初级菌盖边缘轮廓的示意图；图11为本发明第二实施例中拟合得到最佳拟合圆的示意图；图12为本发明第二实施例中最佳拟合圆标注在菌体图像上的示意图；图13为本发明第二实施例中步骤s208的流程图。
17.主要结构符号说明：如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
18.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
19.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.为了解决对菇床上生长的黑皮鸡枞菌菌盖测量问题，实现对黑皮鸡枞菌生长过程的在线监测，本发明提供了一种基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，以解决上述问题实现对黑皮鸡枞菌菌盖生长情况进行原位在线自动化测量。
22.请参见图1及图2，所示为本技术中基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量装置的结构示意图，由图1和图2可得，基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量装置，包括基盆机构以及设于基盆机构上方的测量机构；基盆机构包括培养盆100，培养盆100用于培养黑皮鸡枞菌，具体的，培养盆100内设有菇床500，用于生长培养黑皮鸡枞菌，本技术用于对生长在菇床500的黑皮鸡枞菌的尺寸进行原位测量，即不会对黑皮鸡枞菌的正常生长造成不利影响，可以在黑皮鸡枞菌的生长过程中，对其进行实时监测，无需摘取黑皮鸡枞菌让其脱离原始生长环境，可以理解的，原始生长环境包括原始生长土壤。
23.测量机构包括导向组件、与导向组件可滑动连接的支撑组件、以及设于支撑组件上方的相机组件，相机组件与支撑组件滑动连接，导向组件设于培养盆100的两侧且沿培养
盆100的长度方向设置，相机组件包括相机支架600以及设于设于相机支架600上的相机800，相机800与培养盆100的底面垂直设置，具体的，相机800的镜头从上向下垂直正对培养盆100的底面，进一步的，在本技术中，相机800采用工业相机；作为一个具体示例，导向组件包括间隔设置的两导向轨200，两导向轨200设于培养盆100的上方，支撑组件包括支撑杆300，相机支架600设于支撑杆300上。菌盖尺寸原位测量装置还包括连接导向组件与支撑组件的滑动组件，滑动组件包括两滑轮组400，滑轮组400包括多个滑轮，支撑杆300的两端各设有一滑轮组400，通过滑轮组400的滑动实现支撑组件与导向组件的滑动连接。
24.菌盖尺寸原位测量装置还包括设于支撑组件上的控制单元700，控制单元700连接测量机构以控制测量机构沿导向组件滑动，控制单元700还连接相机组件以控制相机组件相对支撑组件滑动，控制单元700还连接相机800以控制相机800获取在培养盆100中生长的每一黑皮鸡枞菌的菌体图像，具体的，控制单元700为mcu。
25.在本技术中，通过控制测量机构沿导向组件滑动，从而控制相机800获取黑皮鸡枞菌的实时数据，再经过控制单元700对数据的及时处理用于跟踪黑皮鸡枞菌的生长数据，实现对黑皮鸡枞菌生长过程的在线监测。
26.实施例一请参阅图3，所示为本发明第一实施例中的基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，方法包括步骤s101—s103：s101、获取在培养盆中生长的每一黑皮鸡枞菌的菌体图像，并对菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理图像，根据二值化处理图像获得前景图像和背景图像，前景图像为菌盖图像，背景图像为覆土图像，根据菌盖图像和覆土图像对二值化处理图像进行边缘检测以得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，具有干扰的菌盖边缘轮廓包括黑皮鸡枞菌的原有轮廓以及与原有轮廓相关联的边缘轮廓。
27.s102、获取具有干扰的菌盖边缘轮廓的中心坐标点，根据中心坐标点获取具有干扰的菌盖边缘轮廓中的每一轮廓点与中心坐标点的欧式距离，对每一轮廓点与中心坐标点的欧式距离进行一次筛选以获得初级菌盖边缘轮廓。
28.s103、以中心坐标点为初始圆心、以单位像素作为间距得到预设像素范围内的多个预选像素点，以预选像素点为候选圆心，获取初始圆心以及每一候选圆心与初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离，对得到的初始圆心以及每一候选圆心与初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行二次筛选以获得目标圆心以及目标轮廓距离，将目标圆心以及目标轮廓距离分别作为拟合圆心及拟合半径进行拟合以得到与黑皮鸡枞菌对应的拟合菌盖，对拟合菌盖进行测量以得到黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸。
29.综上，本发明上述实施例当中的基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，通过控制单元控制测量机构运动从而带动相机运动以自动获取设于培养盆内的所有黑皮鸡枞菌的菌体图像，而后通过自动获取到的菌体图像计算得到黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸，替换了传统技术中需要手动测量的技术方案，减小了工作量，提高了测量效率。具体的，将菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理图像，再去除二值化处理图像中的图像噪声，提高自动测量数据的准确性，再对二值化处理图像进行边缘检测以得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，从而确定黑皮鸡枞菌的原有轮廓以及与原有轮廓相关联的边缘轮廓，以保证得到的菌
盖图像为完整图像；而后结合像素点与轮廓距离进行一次筛选得到初级菌盖边缘轮廓，再对初级菌盖边缘轮廓进行二次筛选得到与黑皮鸡枞菌对应的，再对拟合菌盖进行测量即得黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸，本技术自动测量菌盖尺寸，大大降低了测量工作量，便于大规模推广，且通过设备的自动化工作即可进行菌盖尺寸的自动测量，大大提高了测量效率，解决了现有技术中依靠人工肉眼及游标卡尺进行手工测量菌盖，导致测量工作量大，效率低下，并且测量误差较大，不适合大规模使用的技术问题。
30.实施例二请查阅图4，所示为本发明第二实施例中的基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，方法包括步骤s201—s209：s201、获取在培养盆中生长的菌盖的原始图像数据。
31.s202、对原始图像数据进行图像预处理以提升原始图像数据的对比度得到高对比度图像数据。
32.其中，提升原始图像数据的对比度的方法为：对原始图像数据进行规格化以使原始图像数据的亮度等级符合阈值；其中，规格化的公式为：式中，表示每个像素点规格化后的值，x表示输入原始图像中的每个像素的值，min表示原始图像中所有像素点的最小的值，max表示原始图像中所有像素点的最大的值，为255，为0。
33.s203、将高对比度图像数据输入至预训练的黑皮鸡枞菌识别模型中进行数据处理以获取每一菌盖的图像位置坐标。
34.具体的，黑皮鸡枞菌识别模型的训练步骤包括：获取不同时刻在菇床中种植的黑皮鸡枞菌的rgb图片作为输入数据，以人工方式用方框对上述rgb图片中的黑皮鸡枞菌进行标注后送入黑皮鸡枞菌识别模型中训练，从而得到黑皮鸡枞菌识别模型。
35.s204、根据图像位置坐标对高对比度图像数据进行图像分割以获取与每一菌盖对应的黑皮鸡枞菌的菌体图像。
36.在本实施例中，通过训练好的黑皮鸡枞菌识别模型获取中每个黑皮鸡枞菌子实体的位置坐标；如图5，通过位置坐标为每个黑皮鸡枞菌实体绘制矩形包围框，以包围框为边界在图5中进行裁剪，得到包含单个黑皮鸡枞菌实体的图片（如图5中的a、b、c、d），将分割后的图片（例如，图5中的a和图5中的b）从rgb色彩空间转换到hsi色彩空间。
37.s205、根据菌体图像获取每一菌体图像的原始色彩空间，并对菌体图像进行色彩空间转换以将菌体图像的原始色彩空间转换为目标色彩空间而得到目标色彩空间菌体图像。
38.作为一个具体示例，原始色彩空间为rgb色彩空间，目标色彩空间为hsi色彩空间，色彩空间转换的转换公式为：
式中，h表示色调，s表示饱和度，i表示亮度，r表示红色值，g表示绿色值，b表示蓝色值。
39.s206、根据最大类间方差法对目标色彩空间菌体图像进行分割，并对分割后的目标色彩空间菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理后图像。
40.具体的，获取hsi色彩空间的色调分量；通过最大类间方差法结合色调分量确定目标色彩空间菌体图像的分割阈值，并根据分割阈值对目标色彩空间菌体图像进行分割。
41.全局otsu算法，又称最大类间方差法或大律法，该方法的基本思想是根据选取的阈值将图像分为目标和背景两个部分，计算像素的灰度值对应的最大类间方差值，将类间方差值取最大时对应的阈值作为最佳阈值。
42.设最佳阈值为t，t将图像分为目标和背景。其中目标点数占总图像比例为w0，平均灰度值为u0；背景点数占图像比例为w1，平均灰度值为u1，则w0+ w1=1则图像的总平均灰度值为：u=w0u0+w1u1类间方差为:g=w0(u
0-u)2+w1(u
1-u)2可等价为：g=w0w1（u
0-u1）2确定阈值后，对h分量进行分割并二值化，得到图6。
43.s207、根据二值化处理图像获得前景图像和背景图像，前景图像为菌盖图像，背景图像为覆土图像，根据菌盖图像和覆土图像对二值化处理图像进行边缘检测以得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，具有干扰的菌盖边缘轮廓包括黑皮鸡枞菌的原有轮廓以及与原有轮廓相关联的边缘轮廓。
44.具体的，如图7和图8所示，步骤“根据二值化处理图像获得前景图像和背景图像”具体可以包括步骤s2071—s2074：s2071、获取二值化处理图像。
45.s2072、根据图像质量判断二值化处理图像是否存在图像噪声。
46.若二值化处理图像存在图像噪声，则执行步骤s2073；若二值化处理图像不存在图像噪声，则执行步骤s2074；
s2073、对二值化处理图像进行闭运算，再对闭运算后的图像进行开运算以去除二值化处理图像中的连通域及背景噪声而得到前景图像和背景图像。
47.s2074、无需对二值化处理图像进行处理，直接从二值化处理图像中获得前景图像和背景图像。
48.请参阅6和图8，从图6可看出，在前景图像和背景图像中有很多图像噪声点，即菌盖图像和覆土图像中有很多图像噪声点，需要进一步说明的是，在本技术的实施例中，由于灰尘等杂质对菌盖图像的影响对实验结果的影响可以忽略不计，故菌盖图像中的内容均为菌盖。对图6进行闭运算后再进行开运算去除连通域和背景噪声得到前景图像与背景图像，具体如图8中的a和b所示，图8中的a为去除连通域后的示意图，图8中的b为去除背景后的示意图，再采用canny边缘检测算子进行边缘检测得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，具体如图8中的c所示，图8中的c为通过边缘检测算子进行边缘检测得到的具有干扰的菌盖边缘轮廓示意图。
49.s208、获取具有干扰的菌盖边缘轮廓的中心坐标点，根据中心坐标点获取具有干扰的菌盖边缘轮廓中的每一轮廓点与中心坐标点的欧式距离，对每一轮廓点与中心坐标点的欧式距离进行一次筛选以获得初级菌盖边缘轮廓。
50.具体的，请参见图13，对每一轮廓点与中心坐标点的欧式距离进行一次筛选以获得初级菌盖边缘轮廓的步骤包括步骤s2081
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s2087：s2081、根据第一预设组距对每一轮廓点与中心坐标点的欧式距离进行分组以得到多组欧式距离；s2082、获取每一组欧式距离中的轮廓点数量，依次计算每一组欧式距离中的轮廓点数量与轮廓点总数的比值，从得到的多组比值中选取最高比值，并判断最高比值是否小于预设值；s2083、若最高比值小于预设值，则选取与最高比值相邻的两比值并进行叠加，判断叠加后的比值是否小于预设值；s2084、若叠加后的比值小于预设值，则选取与叠加后的比值相邻的两比值并再次叠加，并返回执行判断叠加后的比值是否小于预设值的步骤，直至叠加后的比值不小于预设值；s2085、获取叠加后的比值不小于预设值时叠加后的比值对应欧式距离的阈值，并将该阈值分别作为最大候选半径和最小候选半径；s2086、以中心坐标点为圆心，分别以最大候选半径和最小候选半径为半径作圆获得最大候选圆和最小候选圆，并将最大候选圆和最小候选圆之间的区域定为候选区域；s2087、去除具有干扰的菌盖边缘轮廓中除候选区域外的所有轮廓点，以获得初级菌盖边缘轮廓。
51.请参阅图10，取图8中c的中心坐标点（w/2 , h/2），其中，w为图8中c的包围框宽度尺寸，h为8中c的包围框高度尺寸。计算该中心坐标点到图8中边缘轮廓上的每个轮廓点的欧式距离，以预设组距对不同欧式距离的轮廓点进行聚类，例如以5作为最小欧式距离、10作为第一预设组距对不同欧式距离进行分组以对不同欧式距离的轮廓点进行聚类，得到欧式距离分别为5,15,25,35,45，
…
，的多个类别，统计每个类别中所聚集的边缘点的个数，计算其占所有像素的比例，得到依序排列的序列di，以di中比例最高的分组dn为起始，若dn超
过50%则其对应的最小欧式距离和最大欧式距离作为半径的候选范围rl和rh，否则，计算d
n-1
、dn和d
n+1
三个分组所占比例，若超过50%则这三个分组对应的最小欧式距离和最大欧式距离作为半径的候选范围rl和rh，否则，计算d
n-2
、d
n-1
、dn、d
n+1
和d
n+2
五个分组所占比例，直至满足超过50%这一条件。分别以rl和rh为最小候选半径和最大候选半径，作圆获得最小候选圆和最大候选圆，如图10中的a，具体的，在图10的a中，轮廓a为最大候选圆，轮廓b为最小候选圆，在图8的c中，将与中心坐标点的欧式距离大于rl而小于rh的区域定为候选区域，将与中心坐标点的欧式距离大于rh或小于rl的边缘像素点剔除得到初级菌盖边缘轮廓，得到图10中的b。
52.s209、以中心坐标点为初始圆心、以单位像素作为间距得到预设像素范围内的多个预选像素点，以预选像素点为候选圆心，获取初始圆心以及每一候选圆心与初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离，对得到的初始圆心以及每一候选圆心与初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行二次筛选以获得目标圆心以及目标轮廓距离，将目标圆心以及目标轮廓距离分别作为拟合圆心及拟合半径进行拟合以得到与黑皮鸡枞菌对应的拟合菌盖，对拟合菌盖进行测量以得到黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸。
53.作为一个具体示例，可以理解的，步骤s207得到的具有干扰的菌盖边缘轮廓，经步骤s208的一次筛选后去除了“明显不符合”轮廓要求的轮廓像素点得到初级菌盖边缘轮廓，从宏观上去除了“明显不符合”轮廓要求的轮廓像素点，为二次筛选缩短了筛选时间以及筛选强度，提高二次筛选结果的准确性，“一次筛选”可以理解为从具有干扰的菌盖边缘轮廓中“海选”出初级菌盖边缘轮廓；再将初级菌盖边缘轮廓通过步骤s209中的二次筛选得到目标圆心以及目标轮廓距离，从而拟合得到与黑皮鸡枞菌对应的拟合菌盖，“二次筛选”可以理解为从初级菌盖边缘轮廓中“精选”出拟合菌盖，通过对拟合菌盖进行测量以得到黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸。
54.在本实施例中，具有干扰的菌盖边缘轮廓的中心坐标点一般为矩形包围框的几何中心，由于在标记矩形包围框时可能会存在偏差使得矩形包围框的几何中心并不一定是黑皮鸡枞菌菌盖的几何中心，故通过具有干扰的菌盖边缘轮廓的中心坐标点得到的初级菌盖边缘轮廓与黑皮鸡枞菌的真实轮廓会存在误差，为了消除该误差，需要获取到最接近黑皮鸡枞菌的真实轮廓的轮廓中心作为中心坐标点，而本技术中的“二次筛选”即是为了寻找最接近黑皮鸡枞菌的真实轮廓的轮廓中心而设计的筛选过程。具体的，以中心坐标点为基点、单位像素作为间距向外辐射以形成预设像素范围，并获取得到预设像素范围内的多个预选像素点，在本实施例中，取单位像素向外辐射以获取得到多个预选像素点，因为在矩形包围框框选黑皮鸡枞菌的过程中，已经最大程度的贴近黑皮鸡枞菌，故中心坐标点与黑皮鸡枞菌的真实轮廓的轮廓中心相差不会很大，一般为单位像素的误差，此时，在预选像素点形成的候选圆心以及中心坐标点形成的初始圆心中进行筛选一定能获取与黑皮鸡枞菌的真实轮廓的轮廓中心相对应的目标圆心，再根据目标圆心与目标轮廓距离进行拟合得到与拟合菌盖对应的拟合圆。在本实施例中，黑皮鸡枞菌的菌盖正常形态属于圆形，故通过拟合圆得到的拟合菌盖的边缘轮廓属于真实菌体的边缘轮廓。
55.需要进一步说明的是，作为一个具体示例，通过本技术的测量方法得到的黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸与菌盖的实际尺寸相比，存在尺寸误差，但由于该误差属于测量过程中的合理误差，且此误差在测量误差的允许范围内，故可将通过本技术的测量方法得到的
黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸作为菌盖的实际尺寸。
56.具体的，如图9所示，在步骤s209中，对得到的初始圆心以及每一候选圆心与初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行二次筛选以获得目标圆心以及目标轮廓距离的步骤包括s2091—s2092：s2091、根据第二预设组距对初始圆心以及每一候选圆心与初级菌盖边缘轮廓的轮廓距离进行分组以获得多组欧式距离。
57.作为一个具体示例，为了提高二次筛选的筛选精度，第二预设组距小于第一预设组距。由本实施例中的示例可得，在本实施例中，第一预设组距为10像素，第二预设组距为1像素。
58.s2092、获取每一组欧式距离中的轮廓点数量，计算每一组欧式距离中的轮廓点数量与轮廓点总数的比值，并取最高比值对应的欧式距离为目标轮廓距离，目标轮廓距离对应的圆心为目标圆心。
59.请参阅图10和图11，获取图10的中心坐标点（w/2 , h/2），需要说明的是图10的中心坐标点与图8中c的中心坐标点一致，以图10的中心坐标点（w/2 , h/2）为中心，计算其周围n*n像素范围内共n*n个点为圆心时图10中的边缘轮廓到每个圆心的距离，并以单位像素作为第二预设组距对得到的多个轮廓距离进行分组聚类，即以1像素作为分组组距对圆心到边缘轮廓进行聚类，统计每个类别中所聚集的边缘点的个数，计算其占所有像素的比例，取比例最高时圆心的坐标为拟合圆的圆心最终坐标，即为拟合圆的目标圆心，到像素点的距离作为拟合圆的拟合半径，请参阅图11，根据圆心最终坐标及拟合半径进行拟合得到最佳拟合圆，该最佳拟合圆即为黑皮鸡枞菌盖的最终形状，将该最佳拟合圆标注在菌体图像上，具体如图12所示。
60.根据对相机标定的结果，利用标定参数和上述步骤得到的半径占用的像素，计算得到黑皮鸡枞菌菌盖的大小。具体的，本技术中的测量方法能够识别高度在12-62mm范围内的黑皮鸡枞菌，高度过低说明黑皮鸡枞菌很小，容易被噪声淹没，另外，识别意义也不大。由于单目相机没有办法准确获取深度，因此考虑将标定板放在12mm-62mm范围的中间位置37mm处，计算出每单位像素点所表示的实际距离，然后根据本实施例中得到的拟合圆算出拟合圆边界上某个点到圆心的像素距离，再乘以上述每单位像素点所表示的实际距离即可。需要进一步说明的是，本方法的实际使用过程中，由于62mm处和37mm处每单位像素点所表示的实际距离是不一样的，但是差别很小，在实验误差的允许范围内，故本技术将37mm处的距离近似为62mm处的距离。通过标定参数进行计算属于现有技术的内容，可查阅相关资料进行了解，在此不做过多赘述。
61.综上，本发明上述实施例当中的基于黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸原位测量方法，通过控制单元控制测量机构运动从而带动相机运动以自动获取设于培养盆内的所有黑皮鸡枞菌的菌体图像，而后通过自动获取到的菌体图像计算得到黑皮鸡枞菌的菌盖尺寸，替换了传统技术中需要手动测量的技术方案，减小了工作量，提高了测量效率。具体的，将菌体图像进行图像二值化以得到二值化处理图像，再去除二值化处理图像中的图像噪声，提高自动测量数据的准确性，再对二值化处理图像进行边缘检测以得到具有干扰的菌盖边缘轮廓，从而确定黑皮鸡枞菌的原有轮廓以及与原有轮廓相关联的边缘轮廓，以保证得到的菌盖图像为完整图像；而后结合像素点与轮廓距离进行一次筛选得到初级菌盖边缘轮廓，再
对初级菌盖边缘轮廓进行二次筛选得到与黑皮鸡枞菌对应的拟合菌盖，再对拟合菌盖进行测量即得黑皮鸡枞菌的真实菌盖尺寸，本技术自动测量菌盖尺寸，大大降低了测量工作量，便于大规模推广，且通过设备的自动化工作即可进行菌盖尺寸的自动测量，大大提高了测量效率，解决了现有技术中依靠人工肉眼及游标卡尺进行手工测量菌盖，导致测量工作量大，效率低下，并且测量误差较大，不适合大规模使用的技术问题。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
63.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。