CN103108155A - 植栽影像撷取装置及其影像撷取方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种植栽影像撷取装置及其方法。其中的装置包括一第一镜面、一第一影像撷取装置、一影像处理模块及一运算处理模块。第一镜面设置于一影像量测位置的一侧，以产生一设置于影像量测位置上的一植栽的一镜内影像，第一影像撷取装置取得包含该植栽的一直视影像及该第一镜内影像的至少一影像，影像处理模块以第一镜面的框架为特征，分割并取得包含该植栽的一直视影像及该第一镜内影像的至少一影像，运算处理模块还原植栽镜内影像，以取得植栽的一第一影像。

Description

植栽影像撷取装置及其影像撷取方法

技术领域

本发明涉及一种植栽影像撷取装置及方法，且特别是涉及一种利用影像撷取装置，通过镜面取得植栽不同方向影像的植栽影像撷取装置及方法。

背景技术

植栽生长监控是大规模农业生产中最重要的一环，然而完整的植栽生长记录影像却难以取得，一般在记录植栽生长影像时，只能针对朝向记录者的那一方向进行影像拍摄观察记录，如要记录植栽背面的生长状况则必须通过额外的装置才能达成，例如增加摄相装置以从另一方向来拍摄，或是增加移动装置来移动、旋转植栽后进行第二次拍摄。

目前植栽影像记录量测技术主要可分为下列两种方式：一种是利用两台摄相机，分别进行对于植栽正面及上面进行的影像拍摄记录，另一种方式则是架设旋转盘来进行植栽的各面向拍摄。然而，上述利用两台摄相机进行植物正照及上照的影像拍摄的方式，仍旧无法直接取得植栽背面生长情况的影像。为解决此问题，目前常见的处理方式为在植物背面架设第三台相机，利用此第三台相机直接拍摄植栽作物的背面影像。此法可同时取得植物正面、背面及上方三种图片，以便于了解植栽完整的生长状况。惟此法须使用三台相机，建置成本较高。

有鉴于上述现有的植栽影像记录量测技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的植栽影像撷取装置及其影像撷取方法，能够改进现有的植栽影像记录量测技术存在的缺陷，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的植栽影像记录量测技术存在的问题，而提供一种植栽影像撷取装置及方法，所要解决的技术问题是，利用一影像撷取装置、镜子、及影像还原技术，无需增加影像撷取装置或移动装置，即可取得植栽在不同方向的影像，降低植栽影像撷取装置的成本，且提高拍摄植栽在不同方向(如正面与背面)影像的便利性。

本发明的目的与所要解决的技术问题是通过以下的技术方案实现：

本发明提出一种植栽影像撷取装置，包括一第一镜面、一第一影像撷取装置、一影像处理模块及一运算处理模块。第一镜面设置于影像量测位置的一侧，以产生一设置于该影像量测位置上的一植栽的一第一镜内影像；第一影像撷取装置取得包含该植栽的一直视影像及该第一镜内影像的至少一影像；影像处理模块以该第一镜面的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得该直视影像及该第一镜内影像；以及运算处理模块还原该第一镜内影像，以取得该植栽的一第一影像。

在本发明的一实施例中，该第一镜面斜放，使植栽的背面倾斜呈现于第一影像撷取装置所取得的影像中，而该第一影像是该植栽的一背面影像。

在本发明的一实施例中，上述的影像撷取装置更包括一第二镜面，设置于该影像量测位置的另一侧，以产生植栽的一第二镜内影像。第一镜面及第二镜面可呈V型放置，直视影像为该植栽的一上照影像，第一镜面影像为植栽的背面影像，以及第二镜面影像为植栽的正面影像。

本发明提出一种植栽影像撷取方法，其主要步骤如下：提供一第一镜面，设置于一影像量测位置的一侧，以产生一设置于该影像量测位置上的一植栽的一第一镜内影像；经由一第一影像撷取装置，取得包含该植栽的一直视影像及该第一镜内影像的至少一影像；经由一影像处理模块，以该第一镜面的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得该直视影像及该第一镜内影像；以及经由一运算处理模块，还原该第一镜内影像，以取得该植栽的一第一影像。

在本发明的一实施例中，上述的影像撷取系统及方法更包括经由一影像还原模块，利用量测一方格纸校正技术，取得该方格纸的每一交叉点和其还原前影像中对应交叉点之间的对应关系，以供该运算处理模块依据该对应关系还原该植栽的该第一镜内影像，取得该植栽的该第一影像。

在本发明的一实施例中，上述的方格纸校正技术是依据该方格纸的每一交叉点的二维平面座标值建立一第一矩阵；依据该第一镜内影像中该方格纸每一交叉点的二维平面座标值建立一第二矩阵；建立该第一矩阵和该第二矩阵之间的对应关系，以作为该方格纸的每一交叉点和其还原前影像中对应交叉点之间的对应关系。

本发明的有益效果包括：通过在植栽上方和/或植栽的一侧设置一影像撷取装置(例如：摄相机、相机及数码相机)以拍摄植栽，并利用镜子来取得植栽正面及背面的斜照影像，再经由影像还原技术来产生正面与背照影像，可有效节省硬体成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例的影像撷取装置示意图。

图2是本发明第一实施例的步骤流程图。

图3A是本发明第二实施例的影像撷取装置示意图。

图3B是本发明第二实施例的上照影像示意图。

图4是本发明第二实施例的步骤流程图。

图5A是本发明第三实施例的影像撷取装置示意图。

图5B是本发明第三实施例的上照影像示意图。

图6是本发明的第三实施例的步骤流程图。

图7是本发明的取得影像还原公式的影像撷取装置示意图。

图8是本发明的取得影像还原公式的步骤流程图。

【主要元件符号说明】

110  第一影像撷取装置                     120  第二影像撷取装置

130  影像处理模块                         140  运算处理模块

150  输送带                               160  影像量测位置

210  第一镜面                             220  第二镜面

300  植栽                                 310  第一镜内影像

320  第二镜内影像                         400  方格纸

410  方格纸镜内影像                       S210～S250  步骤流程

S410～S470  步骤流程                      S610～S660  步骤流程

S710～S750  步骤流程

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段以及其功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的植栽影像撷取装置及其影像撷取方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1，图1是本发明的第一实施例的影像撷取装置示意图。在图1中，植栽影像撷取装置包括一第一镜面210、一第一影像撷取装置110、一影像处理模块130及一运算处理模块140。第一镜面210设置于一影像量测位置160的一侧，以产生一设置于影像量测位置160上的一植栽300的一第一镜内影像310。更进一步来说，植栽300可通过一输送带150，运送到影像量测位置160，输送带150更可具有一定位装置，使输送带150运送植栽300到影像量测位置160时可以精准定位。第一影像撷取装置110用以取得包含该植栽300的直视影像及第一镜内影像的至少一影像，影像处理模块130以第一镜面210的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得植栽300的直视影像及第一镜内影像310，运算处理模块140还原第一镜内影像，以取得植栽300的一第一影像。

第一实施例中，第一影像撷取装置110可以设置在斜上方，第一镜面210可以斜放，使植栽300的背面影像可以倾斜呈现于该第一影像撷取装置110所取得的影像中，因此经由运算处理模块140所还原出来的第一影像即是植栽300的背面影像。在另一些实施例中，第一影像撷取装置110可以设置在正上方，第一镜面210可以斜放，第一影像亦是植栽300的背面影像。

图2是图1本发明第一实施例的步骤流程图。主要步骤如下：在一植栽影像量测位置的一侧设置一第一镜面，在此第一镜面内产生一植栽镜内影像，即第一镜内影像(步骤S210)。其次，经由第一影像撷取装置取得该植栽的至少一影像，此影像撷取模块可为照相机、数字相机或摄相机(步骤S220)，所取得的影像包含植栽的直视影像及第一镜内影像。其次，通过一影像处理模块以第一镜面的框架为特征，分割并取得该植栽的直视影像及第一镜内影像(步骤S230)。其次，利用一运算处理模块还原该植栽的第一镜内影像(步骤S240)。最后，取得该植栽的第一影像(步骤S250)。

请同时参阅图3A-图3B及图4，图3A是本发明第二实施例的植栽影像撷取装置示意图。图3B是本发明一实施例的植栽上照影像示意图。图4是对应本发明第二实施例的步骤流程图。为便于说明，图4中所述的相关元件符号皆以图3A中的相对应元件符号表示之。

主要实施步骤如下：在一植栽影像量测位置的后方斜置第一镜面(步骤S410)。接着，设置一植栽于该影像量测位置(步骤S420)，并通过一第一影像撷取装置取得该植栽的一上照影像(步骤S430)，再通过一第二影像撷取装置取得该植栽的一正照影像(步骤S440)。

在本实施例中，第一影像撷取装置110设置于植栽300的上方，并在植栽300后方设置一镜面(即第一镜面)，第二影像撷取装置120设置于植栽300的前方，以取得植栽300的正面影像。

其次，通过一影像处理模块，以镜面的框架为特征，分割并取得此植栽的一上照影像(即直视影像)及一镜内影像(即第一镜内影像)(步骤S450)。再利用一运算处理模块以一影像还原公式计算并还原植栽的镜内影像(步骤S460)。于是可取得该植栽的一背面影像(步骤S470)。

在本实施例中，如图3B所示，通过第一影像撷取装置110所撷取的影像中，包含植栽300本身的上照影像(即直视影像)，植栽300后方的镜面的框架，以及镜面中所映照出来的植栽的镜内影像(即第一镜内影像)。

上述的影像还原方法请参阅图7及图8，详细内容如后述。

接着，请同时参阅图5A-图5B及图6，图5A是本发明第三实施例的植栽影像撷取装置示意图。图5B是本发明第三实施例的植栽影像撷取示意图。图6是对应本发明的第三实施例的步骤流程图。为便于说明，图6中所述的相关元件符号皆以图5A中的相对应元件符号表示之。

主要实施步骤如下：在一植栽影像量测位置的后方斜置一第一镜面210，在该植栽影像量测位置的前方斜置一第二镜面220(步骤S610)，第一镜面210和第二镜面220呈V型放置，中间有设置一植栽300于该植栽影像量测位置(步骤S620)。更进一步时，植栽300可通过一输送带150，运送到达影像量测位置160(请参酌图1)，以通过一影像撷取装置110取得的一上照影像(步骤S630)。该第一影像撷取装置所取得的影像，包含植栽300的直视影像(上照影像)、第一镜内影像(背面影像)和第二镜内影像(正面影像)。

在本实施例中，上述步骤S610～步骤S630所使用的装置如图3A所示，影像撷取装置110设置于植栽300的上方，植栽300后方设置第一镜面210，植栽300前方则设置第二镜面220。

其次，通过一影像处理模块，以第一镜面210的框架和第二镜面220的框架为特征，分割并取得植栽300的一直视影像、第一镜内影像及第二镜内影像(步骤S640)。

在本实施例中，图5B为示意图，通过第一影像撷取装置110所撷取的图式中，所显示的是植栽300本身的上照影像、植栽300后方第一镜面210框架与第一镜面210中所映照出来的植栽第一镜内影像310、植栽300前方第二镜面220框架与第二镜面220中所映照出来的植栽第二镜内影像320。

其次，利用一运算处理模块，依据一影像还原模块，计算并还原该植栽的第一镜内影像及第二镜内影像(步骤S650)。可利用量测一方格纸校正技术，取得方格纸中每一交叉点和其还原前影像中(即第一镜内影像中)对应交叉点之间的对应关系，此对应关系可供运算处理模块还原植栽300在第一镜内影像，以取得植栽300的第一影像，即背面影像。当第一镜面210与第二镜面220呈V形摆设且角度相同时，前面经由第一镜内影像所建立的对应关系，亦可用来计算并还原植栽300的第二镜内影像。通常来说，当镜面所摆设的角度不同(亦即倾斜程度不同)时，需要建立不同的对应关系。

最后，取得该植栽的一背面影像及一正面影像(步骤S660)。

在本实施例中，还原后的影像可进行植栽特征撷取。

请同时参阅图7及图8，图7是本发明的取得影像还原方式的植栽影像撷取装置示意图，图8是本发明的方格纸正照影像中每一交叉点和一斜照影像中对应交叉点之间的对应关系的取得步骤流程图。在图8中，所述的相关元件符号皆以图7中的相对应元件符号表示之。

主要实施步骤如下：首先，设置一方格纸400于植栽影像量测位置，方格纸400的后方设置一第一镜面210(步骤S710)。通过第一影像撷取装置110取得方格纸400的影像(步骤S720)。通过一第二影像撷取装置120取得方格纸400的方格纸正照影像(步骤S730)。其次，以第一镜面框架为特征，取得方格纸400上照影像中的一方格纸镜内影像410，即第一镜内影像(步骤S740)。利用一方格纸校正技术，取得该方格纸正照影像中每一交叉点和一斜照影像中对应交叉点之间的对应关系(步骤S750)。

该方格纸正照影像中每一交叉点和一斜照影像中对应交叉点之间的对应关系的取得方法，详细说明如下：

通过一第二影像撷取装置120取得该方格纸一正照影像；其次，通过第一影像撷取装置110及第一镜面210取得该方格纸影像；其次，以第一镜面210框架为特征，分割并取得该方格纸影像中的直视影像及第一镜内影像，第一镜内影像即是方格纸的影像；其次，依据该正照影像取得该方格纸正照影像中每一交叉点的二维平面座标值；其次，依据该第一镜内影像取得该方格纸斜照影像每一交叉点的二维平面座标值；以及，依据该方格纸正照影像中每一交叉点的二维平面座标值和该方格纸斜照影像中每一交叉点的二维平面座标值，建立对应关系。

在一些实施例中，上述对应关系可以是一影像还原公式。在另一些实施例中，对应关系可以是一X轴座标计算公式和一Y轴座标计算公式。在又一些实施例中，对应关系可以是依据该方格纸的每一交叉点的二维平面座标值建立一第一矩阵；依据该第一镜内影像中该方格纸每一交叉点的二维平面座标值建立一第二矩阵；建立该第一矩阵和该第二矩阵之间的对应关系，以作为该方格纸的每一交叉点和其还原前影像中对应交叉点之间的对应关系。

综上所述，本发明在植栽上方和/或植栽的一侧设置一影像撷取装置(例如：摄相机、相机及数码相机)以拍摄植栽，并利用镜子来取得植栽正面及背面的斜照影像，再经由影像还原技术来产生正面与背照影像。因此，本发明所揭示的方法可有效节省硬体成本。

在本发明的实施方式中，关于镜子的摆放方式主要可为：

(1)镜子斜放摆设，让植栽背面影像同时呈现于上照相机的画面中。

(2)双面镜子呈V字型放置，让植栽正面与背面影像可同时呈现于上照相机的画面中。

接着，再利用镜子边框为特征，将镜子内影像和上照影像分割后，取出植栽正面与背面的斜照影像。并利用方格纸校正技术，取得斜照影像的比例尺资讯，将斜照影像计算还原成为正确的植栽正面与背面影像。

植栽影像撷取方法可经由植栽影像撷取装置来进行实作，植栽影像撷取装置中各模块可应用具特定逻辑电路的独特硬件装置来实作。更进一步者，植栽影像撷取方法亦可经由一般用途处理器/计算机与其它硬件(如影像撷取装置和镜子)来进行实作，一般用途处理器/计算机可分别储存一计算机程序，而使一般用途处理器/计算机读取此计算机程序后执行植栽影像撷取方法。当计算机程序被一般用途处理器/计算机载入且执行时，此一般用途处理器/计算机成用以参与本发明的装置，此一般用途处理器/计算机类似于应用具特定逻辑电路的独特硬件装置，执行本发明方法的操作步骤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1.一种植栽影像撷取装置，其特征在于包括：

一第一镜面，设置于一影像量测位置的一侧，以产生一设置于该影像量测位置上的一植栽的一第一镜内影像；

一第一影像撷取装置，用以取得包含该植栽的一直视影像及该第一镜内影像的至少一影像；

一影像处理模块，以该第一镜面的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得该直视影像及该第一镜内影像；以及

一运算处理模块，还原该第一镜内影像，以取得该植栽的一第一影像。

2.如权利要求1所述的植栽影像撷取装置，其特征在于其中该第一镜面斜放，使该植栽的一背面倾斜呈现于该第一影像撷取装置所取得的该至少一影像中，而该第一影像是该植栽的一背面影像。

3.如权利要求1所述的植栽影像撷取装置，其特征在于更包括一第二镜面，设置于该影像量测位置的另一侧，以产生该植栽的一第二镜内影像。

4.如权利要求3所述的植栽影像撷取装置，其特征在于其中该第一影像撷取装置更用以取得包含该植栽的该直视影像、该第一镜内影像和该第二镜内影像的至少一影像；以及，该影像处理模块更以该第一镜面的框架和该第二镜面的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得该直视影像、该第一镜内影像及该第二镜内影像。

5.如权利要求3所述的植栽影像撷取装置，其特征在于其中该第一镜面及该第二镜面呈V型放置，该直视影像为该植栽的一上照影像，该第一镜面影像为该植栽的一背面影像，以及该第二镜面影像为该植栽的正面影像。

6.如权利要求1所述的植栽影像撷取装置，其特征在于更包括一第二影像撷取装置，以取得该植栽的一正面影像；

其中该第一影像是该植栽的一背面影像，该直视影像是该植栽的一上照影像。

7.如权利要求1所述的植栽影像撷取装置，其特征在于更包含：

一输送带，用以输送该植栽至该影像量测位置。

8.如权利要求1所述的植栽影像撷取装置，其特征在于其中该运算处理模块更包括一影像还原模块，利用量测一方格纸校正技术，取得该方格纸一正照影像中每一交叉点和一斜照影像中对应交叉点之间的对应关系，以供该运算处理模块依据该对应关系还原该植栽的该第一镜内影像，取得该植栽的该第一影像。

9.一种植栽影像撷取方法，其特征在于包括：

提供一第一镜面，设置于一影像量测位置的一侧，以产生一设置于该影像量测位置上的一植栽的一第一镜内影像；

经由一第一影像撷取装置，取得包含该植栽的一直视影像及该第一镜内影像的至少一影像；

经由一影像处理模块，以该第一镜面的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得该直视影像及该第一镜内影像；以及

经由一运算处理模块，还原该第一镜内影像，以取得该植栽的一第一影像。

10.如权利要求9所述的植栽影像撷取方法，其特征在于更包括：

提供一第二镜面，设置于该影像量测位置的另一侧，以产生该植栽的一第二镜内影像。

11.如权利要求10所述的植栽影像撷取方法，其特征在于更包括：

经由该第一影像撷取装置取得包含该植栽的该直视影像、该第一镜内影像和该第二镜内影像的至少一影像；以及

经由该影像处理模块以该第一镜面的框架和该第二镜面的框架为特征，从所取得该至少一影像中分割并取得该直视影像、该第一镜内影像及该第二镜内影像。

12.如权利要求9所述的植栽影像撷取方法，其特征在于更包括：

提供一输送带，以输送该植栽至该影像量测位置。

13.如权利要求9所述的植栽影像撷取方法，其特征在于更包括：

经由一影像还原模块，利用量测一方格纸校正技术，取得该方格纸一正照影像中每一交叉点和一斜照影像中对应交叉点之间的对应关系，以供该运算处理模块依据该对应关系还原该植栽的该第一镜内影像，取得该植栽的该第一影像。

14.如权利要求13所述的植栽影像撷取方法，其特征在于其中该方格纸正照影像中每一交叉点和一斜照影像中对应交叉点之间的对应关系的取得方法包括：

设置该方格纸于该植栽影像量测位置；

通过该第一影像撷取装置及该第一镜面取得该方格纸影像；

通过一第二影像撷取装置取得该方格纸一正照影像；

以该第一镜面框架为特征，分割并取得该方格纸影像中的直视影像及第一镜内影像；

依据该正照影像取得该方格纸正照影像中每一交叉点的二维平面座标值；

依据该第一镜内影像取得该方格纸斜照影像每一交叉点的二维平面座标值；以及

依据该方格纸正照影像中每一交叉点的二维平面座标值和该方格纸斜照影像中每一交叉点的二维平面座标值，建立对应关系。

15.如权利要求13所述的植栽影像撷取方法，其特征在于其中该对应关系为一影像还原公式。

16.如权利要求13所述的植栽影像撷取方法，其特征在于其中该对应关系为一X轴座标计算公式和一Y轴座标计算公式。

17.如权利要求13所述的植栽影像撷取方法，其特征在于更包括：

依据该方格纸的每一交叉点的二维平面座标值建立一第一矩阵；

依据该第一镜内影像中该方格纸每一交叉点的二维平面座标值建立一第二矩阵；以及

建立该第一矩阵和该第二矩阵之间的对应关系，以作为该方格纸的每一交叉点和其还原前影像中对应交叉点之间的对应关系。

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