叶片是农作物生产有机养料及光合作用的主要部分，其大小是衡量作物长势、产量的重要指标，也是农作物病虫害检测与培育管理的主要依据，因此，快速、准确地测量植物叶面积在现代化农业生产中具有重要意义。
传统叶面积测定方法
传统叶面积测定方法有方格法、复印称质量法、回归方程法、叶面积仪测量法等。方格法与复印称重法精度较高，但操作复杂，回归方程法操作简单，但精度不高，叶面积仪成本较高。随着计算机技术的发展，基于图像处理的叶面积测量的方法得到了迅速的发展，广泛应用于水稻、小麦、玉米等农作物的叶面积测量及经济林的叶面积测量。近年来，研究者们将叶面积图像测量方法与智能手机结合，具有测量方式灵活、准确快速、操作简单及便于携带等优点。从图像中分割出叶片是叶面积测定的关键步骤，已有方法主要采取以下两种手段：1）通过在RGB、YCbCr等颜色空间检测绿色像素来提取叶片区域；
2）将图像灰度化后采用阈值法、分水岭等图像分割算法提取叶片区域。
上述方法对拍摄光照环境要求较高，不能适用于低光照、不均匀光照等复杂光照拍摄环境。
针对复杂光照环境下的图像叶面积测量问题，南京林业大学李秋洁，杨远明等提出一种基于饱和度分割的图像叶面积测量方法，在低照度、存在光斑阴影时能够稳定地提取叶片区域，同时，通过透视畸变校正实现一定角度范围内的倾斜拍摄。01
叶面积图像测量方法
1.1试验材料1.2图像透视畸变校正1.3图像分割1.4叶片区域提取1.5叶面积计算02
结果与分析
实验采用小米6智能手机拍摄，图像尺寸为×，经过透视畸变校正、裁剪后图像尺寸为×。绿色标准块大小为mm×mm，白色背景纸选用A4纸，用铅笔绘制大小mm×mm的矩形标定框。采集完整、健康的叶片进行实验，包括女贞、九里香、豆瓣绿、藜、何首乌、韭菜、三叶草、香椿、樟9种植物，叶片信息如表1所示。2.1拍摄距离对叶面积测量影响选取11号豆瓣绿叶片测试拍摄距离对测量精度的影响。从叶片正上方垂直拍摄，拍摄距离取20，30，40，50，60，70，80，90，cm。图像分辨率随拍摄距离的变化曲线见图3，随着测量距离增加，图像分辨率呈线性下降。不同距离下的叶片面积见表2，并以20cm距离的叶片面积为基准计算相对误差。由表2可以看出，测量距离较远时，图像分辨率较低，测量误差较大，适宜的拍摄距离为20~40cm，此时误差控制在±1.2mm2内。2.2拍摄倾角对叶面积测量的影响选取11号豆瓣绿叶片测试拍摄倾角对测量精度的影响。拍摄距离取30cm，拍摄倾角取0°，10°，20°，30°，40°，50°，60°，70°，如图4所示。不同倾角下的叶片面积见表3，并以0°倾角的叶片面积为基准计算相对误差。可以看出，倾角过大时图像严重变形，导致测量误差较大，适宜的拍摄倾角为0°~50°，此时误差控制在±8.7mm2内。2.3叶面积测量选取1~10号叶片进行叶面积测量实验。拍摄距离取20cm，每片叶子以45°为间隔进行旋转，共测量8次，如图5所示。每次测量在室内自然光、室内节能灯和暗室闪光灯3种光照条件下重复进行3次。叶面积测量结果见表4，可以看出，本方法具有较好的重复性，8次测量的最大标准差为12.9mm2，且与方格法（5mm×5mm方格）具有较好的一致性，如图6所示。结论
已有图像叶面积测量方法通过在RGB、YCbCr等颜色空间检测绿色像素来提取叶片区域，对拍摄光照环境要求较高，不能适用于低光照、不均匀光照等复杂光照拍摄环境。本研究提出了一种基于饱和度分割的叶面积图像测量方法，首先对图像进行透视畸变校正和裁剪，接着将图像由RGB颜色空间变换到HSI颜色空间，然后采用混合阈值法从饱和度图像中提取标准块和叶片区域，最后将叶片像素个数与标准块进行比对，计算出叶片面积。实验结果表明，饱和度图像几乎不受光照变化影响，低光照、不均匀光照等复杂光照环境下依然能准确分割出叶片区域。不同拍摄距离和拍摄角度下的实验结果表明，本研究方法适宜的拍摄距离为20~40cm，适宜的拍摄倾角为0°~50°，且具有较好的重复性，在实验样本上最大标准差为12.9mm2，最大相对标准差为1.33%。该文发表于《林业工程学报》年第4期。引文格式：李秋洁,杨远明,袁鹏成,等.基于饱和度分割的叶面积图像测量方法[J].林业工程学报,,6(4):-.LIQJ,YANGYM,YUANPC,etal.Imagemeasurementmethodofleafareabasedonsaturationsegmentation[J].JournalofForestryEngineering,,6(4):-.▼更多精彩推荐，请
