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航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)

閱讀:721發(fā)布:2020-05-08

專利匯可以提供航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,通過對航拍圖像進(jìn)行圖像拼接得出圖像全景,再對拼接全景圖進(jìn)行二值化處理,有助于對全景圖進(jìn)行分割,再對全景圖像進(jìn)行分割,從而得到農(nóng)田區(qū)域分 塊 圖,根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的 像素 面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積,本發(fā)明 實施例 還提供了種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算裝置、設(shè)備及介質(zhì),使得目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測量結(jié)果更加準(zhǔn)確性。,下面是航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,包括:
根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像;其中,所述飛行參數(shù)包括:無人機的飛行高度和攝像頭的俯仰度,所述相機參數(shù)包括:內(nèi)參矩陣、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣;
對所述預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖;
將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖;其中,預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法為:將所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理,根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖;
根據(jù)所述全景二值圖查找相應(yīng)的圖像濾波處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分圖;
根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。
2.如權(quán)利要求1所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,所述方法還包括:
獲取無人機在預(yù)設(shè)位點拍攝的航拍圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,所述根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像,具體包括:
根據(jù)無人機拍攝的航拍圖像的當(dāng)前飛行參數(shù)及選用攝像頭的當(dāng)前相機參數(shù)分別計算各航拍圖像對應(yīng)的空間變換矩陣;
根據(jù)所述空間變換矩陣對所述航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,所述圖像處理操作包括:反轉(zhuǎn)操作及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。
5.如權(quán)利要求1所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖,具體包括:
根據(jù)RGB三色通道的像素值對所述拼接全景圖進(jìn)行計算,得到所述全景灰度圖。
6.如權(quán)利要求1所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖,具體包括:
根據(jù)預(yù)設(shè)的OTSU算法對所述全景灰度圖進(jìn)行的計算,得到所述全景灰度圖的自適應(yīng)閾值;
根據(jù)所述全景灰度圖的自適應(yīng)閾值對所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理;
根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖。
7.如權(quán)利要求1所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,其特征在于,所述圖像濾波操作包括中值濾波操作及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。
8.一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算裝置,其特征在于,包括:
預(yù)處理模塊,用于根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像;其中,所述飛行參數(shù)包括:無人機的飛行高度和攝像頭的俯仰角度,所述相機參數(shù)包括:內(nèi)參矩陣、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣;
圖像拼接模塊,用于對所述預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖;
圖像二值化處理模塊,用于將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖;其中,預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法為:將所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理,根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖;
區(qū)域分割模塊,用于根據(jù)所述全景二值圖查找相應(yīng)的圖像濾波處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖;
目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測算模塊,用于根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。
9.一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備,其特征在于,包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計算機程序,所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任意一項所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì),其特征在于,所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括存儲的計算機程序,其中,在所述計算機程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任意一項所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法。

說明書全文

航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及航拍圖像處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

[0002] 目前,衛(wèi)星的農(nóng)田面積測量方法中,在衛(wèi)星上搭載各種攝像頭以獲取農(nóng)田的航拍圖像,能對大面積的區(qū)域進(jìn)行檢測,且在獲取圖像過程中能減少光照、陰影等影響;但在實際使用中,衛(wèi)星航拍圖像會受到層等高空物體的影像,而且對于相對密集的農(nóng)田區(qū)域只能進(jìn)行整的面積測算,無法按照田埂將農(nóng)田進(jìn)行分割并計算各塊的面積。
[0003] 而高光譜攝像頭的農(nóng)田面積測量方法中,將高光譜或多光譜攝像頭搭載在無人機上獲取航拍圖像,由于利用比可見光更多的光譜信息,能得到農(nóng)作物更多的信息,在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中比較熱;但使用高光譜攝像頭對天氣的要求相對較高,在光照充足的條件下才能獲得有用的數(shù)據(jù),但是過亮的環(huán)境又會導(dǎo)致圖像出現(xiàn)過曝現(xiàn)象,導(dǎo)致圖像無法使用。
[0004] 由于上述的兩種技術(shù)使用到衛(wèi)星和高光譜攝像頭等屬于高端設(shè)備,使用成本相對較高,并不適合大量投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,而且對農(nóng)田區(qū)域面積的測量結(jié)果又缺乏準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明實施例提供一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì),能有效解決現(xiàn)有技術(shù)對農(nóng)田區(qū)域面積的測量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
[0006] 本發(fā)明一實施例提供一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,包括:
[0007] 根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像;其中,所述飛行參數(shù)包括:無人機的飛行高度和攝像頭的俯仰度,所述相機參數(shù)包括:內(nèi)參矩陣、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣;
[0008] 對所述預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖;
[0009] 將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖;其中,預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法為:將所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理,根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖;
[0010] 根據(jù)所述全景二值圖查找相應(yīng)的圖像濾波處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖;
[0011] 根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。
[0012] 作為上述方案的改進(jìn),所述方法還包括:
[0013] 獲取無人機在預(yù)設(shè)位點拍攝的航拍圖像。
[0014] 作為上述方案的改進(jìn),所述根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像,具體包括:
[0015] 根據(jù)無人機拍攝的航拍圖像的當(dāng)前飛行參數(shù)及選用攝像頭的當(dāng)前相機參數(shù)分別計算各航拍圖像對應(yīng)的空間變換矩陣;
[0016] 根據(jù)所述空間變換矩陣對所述航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像。
[0017] 作為上述方案的改進(jìn),所述圖像處理操作包括:反轉(zhuǎn)操作及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。
[0018] 作為上述方案的改進(jìn),將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖,具體包括:
[0019] 根據(jù)RGB三色通道的像素值對所述拼接全景圖進(jìn)行計算,得到所述全景灰度圖。
[0020] 作為上述方案的改進(jìn),根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖,具體包括:
[0021] 根據(jù)預(yù)設(shè)的OTSU算法對所述全景灰度圖進(jìn)行的計算,得到所述全景灰度圖的自適應(yīng)閾值;
[0022] 根據(jù)所述全景灰度圖的自適應(yīng)閾值對所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理;
[0023] 根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖。
[0024] 作為上述方案的改進(jìn),所述圖像濾波操作包括中指濾波操作及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。
[0025] 本發(fā)明另一實施例提供了一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算裝置,包括:
[0026] 預(yù)處理模塊,用于根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像;其中,所述飛行參數(shù)包括:無人機的飛行高度和攝像頭的俯仰角度,所述相機參數(shù)包括:內(nèi)參矩陣、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣;
[0027] 圖像拼接模塊,用于對所述預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖;
[0028] 圖像二值化處理模塊,用于將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖;其中,預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法為:將所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理,根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖;
[0029] 區(qū)域分割模塊,用于根據(jù)所述全景二值圖查找相應(yīng)的圖像濾波處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖;
[0030] 目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測算模塊,用于根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。
[0031] 本發(fā)明另一實施例提供了一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備,包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計算機程序,所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述發(fā)明實施例所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法。
[0032] 本發(fā)明另一實施例提供了一種存儲介質(zhì),所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括存儲的計算機程序,其中,在所述計算機程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述發(fā)明實施例所述的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明實施例公開的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì),通過無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像,將預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖;再將拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖,對全景二值圖執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖,最后根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。由上分析可知,本發(fā)明通過對航拍圖像進(jìn)行圖像拼接得出圖像全景,再對拼接全景圖進(jìn)行二值化處理,有助于對全景圖進(jìn)行分割,再對全景圖像進(jìn)行分割,從而得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖,進(jìn)而采用航拍圖像的區(qū)域面積估算技術(shù)實現(xiàn)各個取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積的測算,使得目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測量方式可實施性更強,測量結(jié)果更加準(zhǔn)確性,并且有效的減少的農(nóng)田面積測算的成本。附圖說明
[0034] 圖1是本發(fā)明一實施例提供的一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法的流程示意圖;
[0035] 圖2是本發(fā)明一實施例提供的農(nóng)田區(qū)域分塊的流程示意圖;
[0036] 圖3是本發(fā)明一實施例提供的獲得全景二值圖的流程示意圖;
[0037] 圖4是本發(fā)明一實施例提供的一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0038] 圖5是本發(fā)明一實施例提供的一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

[0039] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040] 參見圖1,是本發(fā)明一實施例提供的一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法的流程示意圖。
[0041] 一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法,包括:
[0042] S101、根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像;其中,所述飛行參數(shù)包括:無人機的飛行高度和攝像頭的俯仰角度,所述相機參數(shù)包括:內(nèi)參矩陣、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣。
[0043] 具體地,對各航拍圖像分別進(jìn)行矯正變換處理,最大程度下消除了飛行參數(shù)以及相機參數(shù)帶來的外部參數(shù)影響,使得到的預(yù)處理航拍圖像更容易進(jìn)行拼接操作及后續(xù)的各種圖像處理。
[0044] S102、對所述預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖。
[0045] 具體的,依次提取每張預(yù)處理航拍圖像獲取時無人機的GPS信息,將各圖像之間的GPS位置關(guān)系轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的像素距離和方向信息,再加上相鄰圖像之間重復(fù)部分的信息進(jìn)行效果修正,獲得拼接全景圖;
[0046] 在本實施例中,對預(yù)處理的航拍圖像以此進(jìn)行拼接操作,有利于后續(xù)對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全局處理,獲取全局的分塊圖。
[0047] S103、將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖;其中,預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法為:將所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理,根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖。在本實施例中,所述圖像處理操作包括:反轉(zhuǎn)操作及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。
[0048] 具體地,將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;對所述的兩幅全景灰度圖分別進(jìn)行二值化處理,并對第一張圖處理得到的二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,隨后對兩幅二值圖進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理,獲取相應(yīng)的全景二值圖。
[0049] S104、根據(jù)所述全景二值圖查找相應(yīng)的圖像濾波處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖。其中,所述圖像濾波操作包括中指濾波操作及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。需要說明的是,數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作包括,腐蝕操作,膨脹操作,開操作和閉操作。
[0050] 具體的,對各全景二值圖分別進(jìn)行圖像濾波操作,并對所述濾波處理后的兩幅全景圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,隨后對所述處理后的二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到包含各個田塊信息的區(qū)域分割圖,再進(jìn)行一定的圖像處理,得到農(nóng)田分塊圖;其中,濾波操作主要包括用于除去雜點的中值濾波操作,圖像處理則是為了消除各區(qū)域內(nèi)部的空缺的閉操作。
[0051] 在本實施例中,如圖2所示,對各全景二值圖分別進(jìn)行圖像濾波操作,并對處理后的兩幅灰度圖進(jìn)行異或合并操作,獲得僅包含田埂邊緣信息的全景二值圖,再對所述二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,獲得包含各農(nóng)田信息的區(qū)域分割圖,對該二值圖進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理,得到農(nóng)田分塊圖。
[0052] S105、根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。
[0053] 具體地,從所述農(nóng)田分塊圖中提取各塊農(nóng)田對應(yīng)的區(qū)域,并統(tǒng)計目標(biāo)區(qū)域所占的像素點數(shù)量,乘以對應(yīng)高度的像素面積比,加上相應(yīng)的面積修正系數(shù),得到目標(biāo)農(nóng)田塊的測算面積;其中,像素面積比為選用攝像頭通過實驗得出的特定高度下的像素與真實面積的比值;面積修正系數(shù)為實驗中得出的一個用于修正測算面積與實際面積的誤差的常數(shù)。本實施例中,航拍圖像的區(qū)域面積測算方法具有較強的準(zhǔn)確性和兼容性。
[0054] 綜上所述,本發(fā)明實施例通過對航拍圖像進(jìn)行圖像拼接得出圖像全景,再對拼接全景圖進(jìn)行二值化處理,有助于對全景圖進(jìn)行分割,再對全景圖像進(jìn)行分割,從而得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖,進(jìn)而采用航拍圖像的區(qū)域面積估算技術(shù)實現(xiàn)各個取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積的測算,使得目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測量方式可實施性更強,測量結(jié)果更加準(zhǔn)確性,并且有效的減少的農(nóng)田面積測算的成本。
[0055] 作為上述方案的改進(jìn),所述方法還包括:
[0056] S100、獲取無人機在預(yù)設(shè)位點拍攝的航拍圖像。
[0057] 具體地,利用無人機對目標(biāo)農(nóng)田區(qū)域進(jìn)行巡航,并在特定的位點進(jìn)行拍攝獲取航拍圖像。實驗人員預(yù)先對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行初步了解,確定需要進(jìn)行拍攝的實驗區(qū)域,指定相應(yīng)的無人機飛行路線,并根據(jù)農(nóng)田的田埂寬度確定無人機的飛行高度;從而無人機預(yù)先確定的飛行計劃,并進(jìn)行巡航和在預(yù)設(shè)的位點拍攝,獲取航拍圖像。
[0058] 在本實施例中,以無人機航拍的農(nóng)墾圖像的農(nóng)田區(qū)域為例,預(yù)處理航拍圖像為無人機航拍的高分辨率可見光圖像。為了便于后續(xù)的圖像拼接處理,需要相鄰的航拍圖像之間有一定的重復(fù)率;因此需要在對預(yù)設(shè)飛行路線進(jìn)行調(diào)整,并且確定無人機進(jìn)行拍攝的位點,以滿足后續(xù)圖像拼接處理的需求。此外,獲取可見光航拍圖像需要進(jìn)行一定的處理,主要為各向異性擴散濾波和中值濾波操作,模糊各塊內(nèi)部的色彩,模糊各塊田地的內(nèi)部色彩并保留邊緣信息,同時除去圖像中比較明顯的椒鹽噪聲,有助于后續(xù)的圖像處理。
[0059] 作為上述方案的改進(jìn),所述根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像,具體包括:
[0060] 根據(jù)無人機拍攝的航拍圖像的當(dāng)前飛行參數(shù)及選用攝像頭的當(dāng)前相機參數(shù)分別計算各航拍圖像對應(yīng)的空間變換矩陣。
[0061] 根據(jù)所述空間變換矩陣對所述航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像。
[0062] 作為上述方案的改進(jìn),將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖,具體包括:
[0063] 根據(jù)RGB三色通道的像素值對所述拼接全景圖進(jìn)行計算,得到所述全景灰度圖。
[0064] 具體地,將拼接全景圖的RGB三色通道提取出來,包括紅色通道、綠色通道和藍(lán)色通道;利用三個通道的像素值進(jìn)行計算,獲得相應(yīng)的灰度圖。
[0065] 提取灰度圖的方法為:1、利用拼接全景圖的紅色通道減去綠色通道,按照特定的轉(zhuǎn)換關(guān)系將數(shù)據(jù)整合到0-255區(qū)間內(nèi);2、提取拼接全景圖中的ExG-ExR指數(shù),按照特定的轉(zhuǎn)換關(guān)系將數(shù)據(jù)整合到0-255區(qū)間內(nèi);根據(jù)所述兩中顏色空間轉(zhuǎn)換方法的到兩幅全景灰度圖。
[0066] 作為上述方案的改進(jìn),根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖,具體包括:
[0067] 根據(jù)預(yù)設(shè)的OTSU算法對所述全景灰度圖進(jìn)行的計算,得到所述全景灰度圖的自適應(yīng)閾值;
[0068] 根據(jù)所述全景灰度圖的自適應(yīng)閾值對所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理;
[0069] 根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖。
[0070] 在本實施例中,如圖3所示,將全景拼接圖投影到RGB色彩空間,同時提取三個顏色通道的像素值,計算紅色通道與綠色通道的差值,將數(shù)值整合到0-255之間,形成全景灰度圖;提取全景拼接圖各像素點的ExG-ExR指數(shù),并整合到0-255區(qū)間內(nèi),形成全景灰度圖;分別對兩幅灰度圖使用OTSU算法計算自適應(yīng)閾值,運用此閾值對圖像進(jìn)行二值化處理,然后對兩幅圖像分別進(jìn)行相應(yīng)的反轉(zhuǎn)操作和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理,得到全景二值圖。
[0071] 需要說明的是,數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作包括,腐蝕操作,膨脹操作,開操作和閉操作。紅綠通道差值灰度圖獲取方法為將紅色通道減去綠色通道,然后將得到的值整合到0-255之間,ExG-ExR指數(shù)灰度圖則需要提取每個像素點的ExG-ExR指數(shù)后整合到0-255區(qū)間內(nèi)。
[0072] 參見圖4,是本發(fā)明一實施例提供的一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0073] 本發(fā)明一實施例提供了一種航拍圖像的農(nóng)田面積的測算裝置,包括:
[0074] 預(yù)處理模塊101,用于根據(jù)無人機的飛行參數(shù)及無人機攝像頭的相機參數(shù)對航拍圖像進(jìn)行矯正變換處理,得到預(yù)處理的航拍圖像;其中,所述飛行參數(shù)包括:無人機的飛行高度和攝像頭的俯仰角度,所述相機參數(shù)包括:內(nèi)參矩陣、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣。
[0075] 圖像拼接模塊102,用于對所述預(yù)處理的航拍圖像依次進(jìn)行拼接操作,得到拼接全景圖。
[0076] 圖像二值化處理模塊103,用于將所述拼接全景圖按照預(yù)設(shè)的變換規(guī)則轉(zhuǎn)換為灰度圖,得到兩張全景灰度圖;根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法處理兩張所述全景灰度圖,分別得到對應(yīng)的全景二值圖;其中,預(yù)設(shè)的圖像二值化處理法為:將所述全景灰度圖進(jìn)行二值化處理,根據(jù)所述二值化處理后的全景灰度圖查找對應(yīng)的圖像處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作指令,得到對應(yīng)的全景二值圖。
[0077] 區(qū)域分割模塊104,用于根據(jù)所述全景二值圖查找相應(yīng)的圖像濾波處理操作,并執(zhí)行相應(yīng)的圖像濾波處理操作指令,將處理后的全景二值圖進(jìn)行異或合并操作,得到包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖,對所述包含目標(biāo)區(qū)域的田埂邊緣信息的全景二值圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖。
[0078] 目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測算模塊105,用于根據(jù)所述農(nóng)田區(qū)域分塊圖提取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田,并根據(jù)當(dāng)前高度下的像素面積比以及預(yù)設(shè)的面積修正系數(shù)計算得到所述目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積。
[0079] 綜上所述,本發(fā)明實施例通過對航拍圖像進(jìn)行圖像拼接得出圖像全景,再對拼接全景圖進(jìn)行二值化處理,有助于對全景圖進(jìn)行分割,再對全景圖像進(jìn)行分割,從而得到農(nóng)田區(qū)域分塊圖,進(jìn)而采用航拍圖像的區(qū)域面積估算技術(shù)實現(xiàn)各個取目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積的測算,使得目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田面積測量結(jié)果更加準(zhǔn)確性,并且有效的減少的農(nóng)田面積測算的成本。
[0080] 參見圖5,是本發(fā)明一實施例提供的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的示意圖。該實施例的航拍圖像的農(nóng)田面積的測算終端設(shè)備包括:處理器11、存儲器12以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序。所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述各個航拍圖像的農(nóng)田面積的測算方法實施例中的步驟?;蛘?,所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述各裝置實施例中各模塊/單元的功能。
[0081] 示例性的,所述計算機程序可以被分割成一個或多個模塊/單元,所述一個或者多個模塊/單元被存儲在所述存儲器中,并由所述處理器執(zhí)行,以完成本發(fā)明。所述一個或多個模塊/單元可以是能夠完成特定功能的一系列計算機程序指令段,該指令段用于描述所述計算機程序在所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備中的執(zhí)行過程。
[0082] 所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備可以是桌上型計算機、筆記本、掌上電腦及云端服務(wù)器等計算設(shè)備。所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備可包括,但不僅限于,處理器、存儲器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,所述示意圖僅僅是航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的示例,并不構(gòu)成對航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的限定,可以包括比圖示更多或更少的部件,或者組合某些部件,或者不同的部件,例如所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備還可以包括輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、總線等。
[0083] 所稱處理器11可以是中央處理單元(Central?Processing?Unit,CPU),還可以是其他通用處理器、數(shù)字信號處理器(Digital?Signal?Processor,DSP)、專用集成電路(Application?Specific?Integrated?Circuit,ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(Field-Programmable?Gate?Array,F(xiàn)PGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等,所述處理器是所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的控制中心,利用各種接口和線路連接整個航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的各個部分。
[0084] 所述存儲器12可用于存儲所述計算機程序和/或模塊,所述處理器通過運行或執(zhí)行存儲在所述存儲器內(nèi)的計算機程序和/或模塊,以及調(diào)用存儲在存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù),實現(xiàn)所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備的各種功能。所述存儲器可主要包括存儲程序區(qū)和存儲數(shù)據(jù)區(qū),其中,存儲程序區(qū)可存儲操作系統(tǒng)、至少一個功能所需的應(yīng)用程序(比如聲音播放功能、圖像播放功能等)等;存儲數(shù)據(jù)區(qū)可存儲根據(jù)手機的使用所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)(比如音頻數(shù)據(jù)、電話本等)等。此外,存儲器可以包括高速隨機存取存儲器,還可以包括非易失性存儲器,例如硬盤、內(nèi)存、插接式硬盤,智能存儲卡(Smart?Media?Card,SMC),安全數(shù)字(Secure?Digital,SD)卡,閃存卡(Flash?Card)、至少一個磁盤存儲器件、閃存器件、或其他易失性固態(tài)存儲器件。
[0085] 其中,所述航拍圖像的農(nóng)田面積的測算設(shè)備集成的模塊/單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程,也可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成,所述的計算機程序可存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中,該計算機程序在被處理器執(zhí)行時,可實現(xiàn)上述各個方法實施例的步驟。其中,所述計算機程序包括計算機程序代碼,所述計算機程序代碼可以為源代碼形式、對象代碼形式、可執(zhí)行文件或某些中間形式等。所述計算機可讀介質(zhì)可以包括:能夠攜帶所述計算機程序代碼的任何實體或裝置、記錄介質(zhì)、U盤、移動硬盤、磁碟、光盤、計算機存儲器、只讀存儲器(ROM,Read-Only?Memory)、隨機存取存儲器(RAM,Random?Access?Memory)、電載波信號、電信信號以及軟件分發(fā)介質(zhì)等。
[0086] 需說明的是,以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外,本發(fā)明提供的裝置實施例附圖中,模塊之間的連接關(guān)系表示它們之間具有通信連接,具體可以實現(xiàn)為一條或多條通信總線或信號線。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下,即可以理解并實施。
[0087] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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