一种基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法与流程

文档序号:23758849发布日期:2021-01-29 18:15阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,包括:s1,获取待检测大田作物冠层的rgb彩色图像;s2,用拼接软件对rgb彩色图像进行快速拼接,形成整个大田的二维正交拼接图像;s3,对二维正交拼接图像进行区域分割并嵌入区域编号信息;s4,对嵌入区域编号信息的二维正交拼接图像提取作物方向梯度直方图hog特征;s5,将所述梯度直方图hog特征输入预先构建并训练好的基于svm支持向量机的作物倒伏分级评价模型,输出作物倒伏级数;s6,获得各个区域的倒伏分级程度后,即可输出整个大田作物倒伏分级分布图。2.根据权利要求1所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,在步骤s1中,无人机搭载彩色相机拍摄待检测大田作物冠层的rgb彩色图像。3.根据权利要求1所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,基于svm支持向量机的作物倒伏分级评价模型的构建方法包括:s51,获取试验田作物冠层的rgb彩色图像序列;s52,用拼接软件对rgb彩色图像序列进行快速拼接,形成整个大田的二维正交拼接图像;s53,对二维正交拼接图像进行种植区域分割并嵌入区域编号信息;s54,各个种植区域冠层的rgb图像提取作物方向梯度直方图hog特征;s55,对每个种植区域的作物倒伏程度进行人工评分;s56,建立初始的作物倒伏分级评价模型;s57,生成数据集:根据人工倒伏评分进行区间划分,把各个种植区域的hog特征按区间收集,将每个评分区间的hog特征随机分为训练集、验证集、测试集;s58,将训练集输入步骤s56中初始的作物倒伏分级评价模型进行训练,训练后将验证集代入训练好的作物倒伏分级评价模型中,通过调整作物倒伏分级评价模型参数,挑选出最高精度的模型作为最终模型;s59,将测试集输入最终模型进行评价,若符合评价标准的,则将该最终模型作为步骤s5中训练好的作物倒伏分级评价模型,若评价不符合标准的,则重新选择步骤s57-s58直至作物倒伏分级评价模型符合评价标准。4.根据权利要求3所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,步骤s52包括:将rgb彩色图像进行无畸变处理,校正由相机镜头引起的图像失真,获取无畸变图像序列;之后寻找相邻图像对之间的特征匹配点,同时地面控制点的gps准确测量值对匹配点的位置进行校正,确保重建冠层位置的精确度;基于关键的匹配点生成整个飞行区域的稠密三维点云,生成的二维拼接图像携带有每个重建点的颜色;重建的拼接图像涵盖了飞行区域内的整个场景。5.根据权利要求3所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,步骤s53包括:采用gps记录仪记录大田每个种植区域四个顶点的地理位置信息,通过再投影运算,寻找在拼接后图像载有相同地理位置信息,自动提取出种植区域的彩色图像,并根据地理位置对每个区域进行编号并记录。6.根据权利要求3所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,步骤s55中,对每个种植区域的作物倒伏程度进行人工评分包括:无人机载摄像机拍摄作物图像
前后1-2天时间内,作物专家对每个种植区域水稻倒伏程度进行评分,在区域尺度上,如果有10%的作物倒伏,即给出10的倒伏分数,如果有50%的作物倒伏,即给出50的倒伏分数,如果没有发生倒伏,倒伏分数为0,以倒伏的百分比给出倒伏分数,分数越高,倒伏越严重,分数越低,倒伏程度越低。7.根据权利要求3所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,在步骤s57,在生成数据集时还包括:根据人工倒伏评分进行区间划分,把各个种植区域的hog特征按评分区间收集,每个区间70%的hog特征作为作物倒伏分级评价模型的训练集,15%作为验证集,剩余15%作为作物倒伏分级评价模型的测试集。8.根据权利要求3所述的基于梯度直方图特征的作物倒伏分级方法,其特征在于,在步骤s59中基于svm支持向量机的作物倒伏分级评价模型的评价标准采用正确率、精度、召回率3个指标计算公式:率3个指标计算公式:率3个指标计算公式:式中:tp为正确检测倒伏分数区间的区域数量,fp为被错误检测倒伏分数区间数量,fn为被错误检测非倒伏分数区间的区域数量,tn为正确检测非倒伏分数区间的区域数量。
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