农业机械学报

作者：冯青春，王秀，李军辉，李小明，成伟，陈建

单位：中国农业大学,北京农业智能装备技术研究中心,北京农业职业学院,北京农业职业学院,北京农业智能装备技术研究中心,中国农业大学,

关键词：番茄植株;光照波动;色彩矫正;高动态范围图像

基金：国家自然科学基金项目(61703048)、北京市农林科学院青年科研基金项目（QNJJ201722）和江苏大学农业装备学部项目（4111680002）

针对温室番茄智能化管理视觉信息稳定获取的需要，研究了基于高动态范围成像技术的番茄植株图像色彩矫正方法，以克服复杂自然光照条件对作业对象色彩稳定呈现的客观限制。鉴于温室内光照时空波动和复杂背景辐射强度突变导致图像色彩失真，提出了融合多曝光强度图像的摄像机辐射响应模型标定方法；分别提取曝光时间为0.01、0.05、0.08、0.10ms的4幅图像离散像素点的Y通道亮度信息，求解特定视场下像素点亮度与曝光度的函数关系，在此基础上以低曝光度图像亮度为参考，估计摄像机全局视场的辐射强度；采用S曲线函数压缩高动态范围图像数据，将视场辐射强度映射为图像亮度，实现对低曝光图像的色彩矫正重构；最后，通过现场试验对色彩矫正方法进行验证，试验结果表明，不同场景和时段的番茄植株图像的灰度信息量、离散程度和清晰度均得到改善，图像灰度信息熵、标准方差和平均梯度平均提高16.87%、9.81%和19.49%。本研究可为农业复杂光照条件下作业对象图像色彩信息的获取研究提供参考。

来源：2020年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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