一种冠层叶片卷曲程度的计算方法、系统、设备及介质

本发明涉及生物，特别涉及一种冠层叶片卷曲程度的计算方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、叶片卷曲程度是有重要生理意义的叶片表型之一，其影响着作物的光能利用效率以及水分利用效率，当前针对叶片卷曲程度的研究多集中于玉米、水稻、小麦这种对称规则的叶片。叶片卷曲度lri计算公式为lri＝[(lw-ln)/lw]×100，其中lw为最大叶片宽度，ln为叶片边缘的自然距离。该计算方式是一个手动测量的一维定义，lw和ln均通过手工测量，受实验者主观判断的影响，且仅通过狭长叶片的单一位置、局部测量来计算lri的定义存在不可靠性。

2、现有技术中，研究者frederic baret和同事利用相机从下往上拍摄数字半球面照片，并利用计算截获的漫反射光合有效辐射fipardif分数来评估卷叶对冠层结构的影响，提出了冠层滚动指数clir；研究者zhao jiang和同事利用无人机uav高效、高频的图像采集技术，从上往下拍摄冠层图片，定量分析了稻田群体在田间条件下的动态干旱响应，并利用深度卷积神经网络dcnns和冠层高度模型，提取了基于无人机的卷叶评分lrs_uav。

3、但是，两种方式都需要进行大量的照片训练、深度学习训练和建模测试，在照片训练后还需进行计算机的深度学习和建模，使得计算步骤繁琐导致计算周期长。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种冠层叶片卷曲程度的计算方法、系统、设备及介质，可以解决现有技术中，存在步骤繁琐导致的计算周期长的问题。

2、本发明实施例提供一种冠层叶片卷曲程度的计算方法，包括以下步骤：在一天之中叶片舒展面积最大的时刻，以及同一天的另一个时刻，分别获取同个植物同位置同角度的冠层叶片俯视图；使用图像处理软件imagej分析冠层叶片俯视图，获得rgb图像；利用图像处理软件imagej调节rgb图像的颜色、饱和度及亮度参数，使调节后的图像内显示的冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致，选取冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致的显示范围，测算冠层叶片面积；利用一天之中叶片舒展面积最大的时刻的冠层叶片面积，以及同一天的另一个时刻的冠层叶片面积之比分析冠层叶片卷曲程度。

3、进一步地，所述在一天之中叶片舒展面积最大的时刻，以及同一天的另一个时刻，分别获取同个植物同位置同角度的冠层叶片俯视图，具体步骤为：在一天之中叶片舒展面积最大时，选择植物上方的一个高度和一个角度拍摄冠层俯视图1张；在一天中的另一个时刻叶片卷曲绿叶面积变小，选择同个植物上方的同一个高度和同一个角度拍摄冠层俯视图1张。

4、进一步地，所述利用图像处理软件imagej调节rgb图像的颜色、饱和度及亮度参数，使调节后的图像内显示的冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致，选取冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致的显示范围，测算冠层叶片面积，具体步骤为：通过颜色h、饱和度s、亮度b参数的调节，使调节后的图像内显示的冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致；选取冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致的显示范围；通过软件分析绿叶面积大小，将叶片舒展面积最大的时刻绿叶面积记为lam，叶片舒展面积最大的时刻之外的时刻绿叶面积记为lai。

5、进一步地，所述利用一天之中叶片舒展面积最大的时刻的冠层叶片面积，以及同一天的另一个时刻的冠层叶片面积之比分析冠层叶片卷曲程度，公式为：

6、lri＝1-lai/lam

7、其中，叶片舒展面积最大的时刻绿叶面积为lam，同一天中叶片舒展面积最大的时刻之外的另一个时刻绿叶面积为lai。

8、进一步地，所述叶片卷曲程度lri需要在一天之中从叶片舒展面积最大的时刻至叶片舒展面积最小的时刻，每个整点时刻分析一次。

9、本发明实施例提供一种冠层叶片卷曲程度的计算系统，包括：拍摄模块，用于在一天之中叶片舒展面积最大的时刻，以及同一天的另一个时刻，分别获取同个植物同位置同角度的冠层叶片俯视图；分析模块，用于使用图像处理软件imagej分析冠层叶片俯视图，获得rgb图像；利用图像处理软件imagej调节rgb图像的颜色、饱和度及亮度参数，使调节后的图像内显示的冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致，选取冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致的显示范围，测算冠层叶片面积；卷曲度模块，用于利用一天之中叶片舒展面积最大的时刻的冠层叶片面积，以及同一天的另一个时刻的冠层叶片面积之比分析冠层叶片卷曲程度。

10、本发明实施例提供一种冠层叶片卷曲程度的计算设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法。

11、本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法。

12、本发明实施例提供一种冠层叶片卷曲程度的计算方法、系统、设备及介质，与现有技术相比，其有益效果如下：

13、通过一天之中叶片舒展面积最大的时刻，以及同一天的另一个时刻，分别获取同个植物同位置同角度的冠层叶片俯视图进行分析，获得冠层叶片面积，再根据冠层叶片面积计算获得叶片卷曲程度，无需进行深度学习训练和建模测试，只需要拍摄不同时刻的冠层叶片面积并用软件分析拍摄图片得出叶片卷曲程度，简化计算步骤，从而缩短了计算周期。

技术特征：

1.一种冠层叶片卷曲程度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法，其特征在于，所述在一天之中叶片舒展面积最大的时刻，以及同一天的另一个时刻，分别获取同个植物同位置同角度的冠层叶片俯视图，具体步骤为：

3.如权利要求1所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法，其特征在于，所述利用图像处理软件imagej调节rgb图像的颜色、饱和度及亮度参数，使调节后的图像内显示的冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致，选取冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致的显示范围，测算冠层叶片面积，具体步骤为：

4.如权利要求1所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法，其特征在于，所述利用一天之中叶片舒展面积最大的时刻的冠层叶片面积，以及同一天的另一个时刻的冠层叶片面积之比分析冠层叶片卷曲程度，公式为：

5.如权利要求4所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法，其特征在于，所述叶片卷曲程度lri需要在一天之中从叶片舒展面积最大的时刻至叶片舒展面积最小的时刻，每个整点时刻分析一次。

6.一种冠层叶片卷曲程度的计算系统，包括：

7.一种冠层叶片卷曲程度的计算设备，包括：存储器和处理器；

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～5中任一项所述的一种冠层叶片卷曲程度的计算方法。

技术总结
本发明公开了一种冠层叶片卷曲程度的计算方法、系统、设备及介质，涉及生物技术领域，包括：在一天之中叶片舒展面积最大的时刻，以及同一天的另一个时刻，分别获取同个植物同位置同角度的冠层叶片俯视图；使用图像处理软件ImageJ分析冠层叶片俯视图，获得RGB图像；利用图像处理软件ImageJ调节RGB图像的颜色、饱和度及亮度参数，使调节后的图像内显示的冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致，选取冠层叶片颜色、饱和度及亮度一致的显示范围，测算冠层叶片面积；利用一天之中叶片舒展面积最大的时刻的冠层叶片面积，以及同一天的另一个时刻的冠层叶片面积之比分析冠层叶片卷曲程度。本发明能够简化计算步骤从而使计算周期变短。

技术研发人员：康绍忠,黄航行
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17