CN107818152B - 一种植物检索方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物检索方法和系统，所述方法包括：接收用户输入的一个或多个检索信息；根据所述检索信息进行筛选运算，若剩余待筛选物种的个数大于预设阈值，对所述剩余待筛选物种进行分析，得到一个或多个特征属性并显示；接收用户针对所述一个或多个特征属性的输入，基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，若剩余待筛选物种的个数仍然大于预设阈值，再次对所述剩余待筛选物种进行分析，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值；将所述剩余待筛选物种向用户反馈。采用本发明的技术方案，任何知识背景的用户均能够进行快速有效的检索。

Description

一种植物检索方法和系统

技术领域

本发明属于植物鉴别领域，尤其涉及一种快速植物检索方法和系统。

背景技术

专业目的的植物调查和植物鉴别一直是科学研究和植物资源调查的重要工作内容，要求准确高效。传统的植物分类与识别主要借助区域《植物志》和《植物名录》等分类工具书，尽管这种检索方式准确度高，但是，工具书存在携带不便，保护困难，易于损毁等缺陷，并且管理方式落后，难以进行动态更新，并且检索表方式所基于的二分法效率较低，很难实现快速检索，再者，对于非专业人员，即使是利用工具书，也很可能难以正确的识别植物的种类。因此，基于计算机技术创建方便快捷的植物检索工具是十分必要的。但是，目前常用的植物识别软件只能识别常见的物种，并且依据图片自动识别的准确率不能满足专业需求，所以需要开发更为专业的软件或者手机应用，满足此类工作的需求。中国科学院昆明植物研究开发的植物学电子分类检索系统提高了检索的效率，但对使用者的专业素质要求较高。

目前的植物检索主要包括基于文本关键字的检索和基于图像内容的检索。基于文本关键字的检索实际上是通过匹配关键字与数据库中预存的植物详细信息来实现的。但对于非专业人员而言，由于植物的详细信息表述通常都较为专业，例如学名、科名等，关键字检索的困难在于不清楚待检索植物的属性特征如何表达，即使可以通过形状描述进行检索，由于不同的人对于同一形状的认识和表达都存在差异，用户输入的关键字很难与数据库中预存的一致，从而导致检索结果失配。基于图像内容的检索是对于输入待检索植物的图像与数据库中预存的植物图片，采用现有的图像匹配算法进行匹配的过程。该方法操作简单，并且对于非专业人员而言，弥补了不知如何用文字表达的问题，但从检索精度方面来看，现有的基于图像内容的检索更适用于简单图像或背景单一的图像。当用户用于检索的图像中通常具有复杂的背景，或者待检索植物与其他形态特征相似(叶片相似)的植物放置紧密时，难以将正确分割出待检索植物，因此检索的准确率有待提高，同时如果遇到非系统预存的植物时，系统会给出错误的结果。

如何快速准确的进行植物检索，并且降低检索难度，使得用户群体不受专业知识限制，是本领域技术人员目前需要迫切解决的技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种快速植物检索方法和系统，以及用于植物检索的客户端和服务器，提供了属性检索和绘图检索两种方式，用户在客户端输入或绘制自己可以辨认的属性，发送至服务器进行初步筛选，当初步的筛选结果数据过多时，自动对这些结果进行分析，向用户推送能够有效缩小检索范围的属性信息，用户根据该属性信息进行属性输入或图形绘制，从而快速准确地辨识物种。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于植物检索的服务器，

接收客户端发送的一个或多个检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到一个或多个特征属性并发送至所述客户端；

接收用户针对所述一个或多个特征属性的输入并发送至所述服务器；

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次对所述剩余待筛选物种进行分析，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值。

进一步地，所述特征属性为能够将所述剩余待筛选物种分组最多的属性。

进一步地，所述服务器中预存每一种植物的形态特征属性和相应的非形态特征属性，以及形态特征属性相应的基本图形。

根据本发明的第二目的，本发明还提供了一种用于植物检索的客户端，

接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

接收并显示服务器发送的一个或多个特征属性，接收用户针对所述特征属性的输入并发送至所述服务器；

接收服务器发送的剩余待筛选物种并进行显示。

进一步地，所述客户端提供属性检索和/或绘图检索，当采用属性检索时，所述检索信息为属性特征；当采用绘图检索时，所述检索信息为图形信息。

进一步地，输入检索信息的形式为用户直接输入或基于给定检索信息的选择。

进一步地，用户针对所述属性信息的输入为基于这些属性信息进行选择操作，和/或根据这些属性信息添加图形信息。

进一步地，若所述客户端显示的剩余待筛选物种不唯一，还提供所述剩余待筛选物种的详细信息和对比信息供用户判别最终检索物种。

进一步地，客户端还提供检索算法的软件包和数据库的下载，以便于脱机使用。

根据本发明的第三目的，本发明还提供了一种植物检索方法，包括以下步骤：

接收用户输入的一个或多个检索信息；

根据所述检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种向用户反馈；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到一个或多个特征属性并显示，所述特征属性为能够将所述剩余待筛选物种分组最多的属性；

接收用户针对所述一个或多个特征属性的输入，

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次对所述剩余待筛选物种进行分析，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值；将所述剩余待筛选物种向用户反馈。

根据本发明的第四目的，本发明还提供了一种植物检索系统，包括：

客户端，接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

接收并显示服务器发送的一个或多个特征属性，接收用户针对所述特征属性的输入并发送至所述服务器；以及接收服务器发送的剩余待筛选物种并进行显示；

服务器，接收客户端发送的一个或多个检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到一个或多个特征属性并发送至所述客户端；

接收用户针对所述一个或多个特征属性的输入并发送至所述服务器；

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次对所述剩余待筛选物种进行分析，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值。

本发明的有益效果

1、本发明的植物检索准确率高，当检索结果过多时，提示用户输入更多的检索信息，结果指向性强；并且向用户反馈多个可能的检索结果，同时提供详细信息供用户进行最终的判断，便于用户准确识别植物。

2、本发明植物检索系统提供了属性检索和绘图检索两种方式可供选择，用户可以采用不同的检索方式查看检索结果，丰富了用户体验。

3、本发明的属性检索提供了直接输入和选择输入两种方式，具有一定专业知识背景的用户可以直接文字输入关键词进行检索，而对待检索植物一无所知的用户能够基于系统提供的关键词进行选择，并且关键词附带相应的图片供用户参考，因此本发明的使用不受专业知识的限制，任何用户都能够进行快速检索。

4、本发明检索过程中，当检索结果过多时，通过分析得到最能区分带筛选物种的属性，辅助进行进一步筛选，能够得到较少的结果，方便用户确定检索结果。

5、本发明提供了一种新型的植物检索方式，绘图检索，通过绘制的图形进行检索，更为直观，避免了因图像背景复杂引起的准确性低的问题。为了使用户更易于准确绘制出图形，还提供了基本图形元素，并且还可以将待检索植物图像导入作为绘制图形的参考，保证了图形检索的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明快速检索植物系统的整体结构图。

图2是本发明快速检索植物系统数据库的属性结构示意图。

图3是本发明快速检索植物系统属性检索功能原理示意图。

图4是本发明快速检索植物系统绘图检索功能原理示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

一种植物检索方法，包括以下步骤：

客户端接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

服务器接收所述检索信息，根据所述检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述筛选结果发送至所述客户端；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到能够将所述剩余待筛选物种分组最多的一个或多个属性并发送至所述客户端；

客户端接收用户针对所述一个或多个属性的输入并发送至所述服务器；

服务器基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次执行上述分析和输入的过程，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；

客户端接收所述剩余待筛选物种并显示。

其中，所述检索信息为属性特征或图形信息。

如果所述客户端显示的剩余待筛选物种不唯一，还提供所述剩余待筛选物种的详细信息和对比信息供用户判别最终检索物种。所述对比信息是通过对比各物种的详细信息得到的。

客户端提供属性检索和/或绘图检索，当采用属性检索时，所述检索信息为属性特征；当采用绘图检索时，所述检索信息为图形信息。

(1)属性检索

客户端接收用户输入的属性特征的形式包括：接收用户针对属性特征的文字输入，以及接收用户对于属性特征的选择。

客户端提供属性特征选项，在选择过程中，显示相应图片，供用户参考。例如当鼠标指向某属性特征时，显示该属性特征对应的图片。

所述针对所述一个或多个属性的输入为基于这些属性进行选择。例如服务器分析得到最能区分剩余带筛选物种的属性为叶片形状时，向用户反馈所述叶片形状属性，以及剩余带筛选物种中的叶片形状属性信息，用户可根据这些属性信息，选择更贴近待检索植物叶片形状的属性信息。

具体地，属性检索功能通过用户输入的属性特征判别所需识别植物的物种信息。用户输入多个易于辨别的形态特征，在属性选择的过程中，有图片提示，促使用户做出准确的选择，然后服务器根据用户提供的信息进行筛选，如果未能将筛选范围缩小到预设阈值以内，服务器通过计算，选出能够将剩余待筛选物种分组最多的属性(即最能区分这些物种的属性)推送给用户，要求用户对这些属性进行选择，如此往复，直至将筛选范围缩小到预设阈值以内，然后系统提供这些物种的详细信息，并且对比几个物种的不同，帮助用户最终确定实现物种识别。

(2)绘图检索

客户端接收用户输入的图形特征的形式包括：接收用户针对待检索物种的图形绘制，以及接收用户对于图形元素的选择和调整。所述图形元素是预先设置的与植物形态特征相关的基本图形。

客户端提供图形元素选项，接收用户对一个或多个图形元素的选择，添加到绘图框中，通过调整大小、位置和旋转方向。为了使绘制的图形更贴近于现实，用户可以添加图片于绘图框中，然后依照图片绘制待定植物。

所述针对所述一个或多个属性在绘图框添加图形信息，例如服务器分析得到最能区分剩余带筛选物种的属性为叶片形状时，向用于反馈叶片形状属性，以及剩余带筛选物种中的叶片形状属性信息，对于仅根据文字属性信息不能清楚做出判断的用户，可根据该属性，参照待检索的植物图片，在绘图框中添加更准确的叶片图形。

具体地，绘图检索功能通过用户选择不同属性的形态在绘图框内调整大小、位置和旋转方向，绘制与待识别植物相似的植物图片，以判别物种信息。如果已绘制的特征不足以准确的判定物种，服务器通过计算，选出能够将剩余待筛选物种分组最多的属性(即最能区分这些物种的属性)推送给用户，要求用户根据这些属性添加新的图形，直到筛选范围缩小到预设阈值以内，然后系统提供这些物种的详细信息，并且对比几个物种的不同，帮助用户最终确定实现物种识别。

所述服务器中预存植物数据库，包含每一种植物的形态特征属性和相应的非形态特征属性，以及形态特征属性相应的基本图形。所述形态特征属性包括与叶、茎、花、果、根等相关的特征属性；非形态特征属性包括图片、分布区、价值等其他属性。

由于植物的种类繁多，完整的植物数据库占用存储空间大，客户端提供相关检索算法的软件包和部分数据库的下载，用户可以根据需求通过网络下载部分数据库和相关检索算法到客户端，以便脱机使用(例如野外调查过程中到达的网络不通的地区，客户端与服务器无法建立通信)。部分数据库的下载可以基于区域(例如地名)进行选择，也可以基于专业需求进行选择(例如仅下载常见植物数据库)。

实施例二

基于实施例一提供的植物检索方法，本实施例提供了一种植物检索系统，包括客户端和服务器。

客户端，接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

接收并显示服务器发送的一个或多个属性信息，接收用户针对所述属性信息的输入并发送至所述服务器；以及接收服务器发送的剩余待筛选物种并进行显示。

服务器，接收客户端发送的一个或多个检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述筛选结果发送至所述客户端；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到能够将所述剩余待筛选物种分组最多的一个或多个属性并发送至所述客户端；

接收用户针对所述一个或多个属性的输入并发送至所述服务器；

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次执行上述分析和输入的过程，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端。

实施例三

本实施例的目的是提供一种用于植物检索的客户端，

接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

接收并显示服务器发送的一个或多个属性信息，接收用户针对所述属性信息的输入并发送至所述服务器；

接收服务器发送的剩余待筛选物种并进行显示。

其中，所述检索信息为属性特征或图形信息。

客户端提供属性检索和/或绘图检索，当采用属性检索时，所述检索信息为属性特征；当采用绘图检索时，所述检索信息为图形信息。

输入检索信息的形式为用户直接输入或基于给定检索信息的选择。

所述针对所述一个或多个属性信息的输入为基于这些属性信息进行选择操作。例如服务器分析得到最能区分剩余带筛选物种的属性为叶片形状时，向用户反馈剩余带筛选物种中的叶片形状属性信息，用户可根据这些属性信息，选择更贴近待检索植物叶片形状的属性信息。

所述针对所述一个或多个属性信息的输入为根据这些属性信息在绘图框添加图形信息，例如服务器分析得到最能区分剩余带筛选物种的属性为叶片形状时，剩余带筛选物种中的叶片形状属性信息，对于仅根据文字属性信息不能清楚做出判断的用户，可根据该属性，参照待检索的植物图片，在绘图框中添加更准确的叶片图形。

若所述客户端显示的剩余待筛选物种不唯一，还提供所述剩余待筛选物种的详细信息和对比信息供用户判别最终检索物种。所述对比信息是通过对比各物种的详细信息得到的。

由于植物的种类繁多，完整的植物数据库占用存储空间大，客户端提供相关检索算法的软件包和部分数据库的下载，用户可以根据需求通过网络下载部分数据库和相关检索算法到客户端，以便脱机使用(例如野外调查过程中到达的网络不通的地区，客户端与服务器无法建立通信)。部分数据库的下载可以基于区域(例如地名)进行选择，也可以基于专业需求进行选择(例如仅下载常见植物数据库)。

实施例四

本实施例的目的是提供一种用于植物检索的服务器，

接收客户端发送的一个或多个检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述筛选结果发送至所述客户端；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到能够将所述剩余待筛选物种分组最多的一个或多个属性并发送至所述客户端；

接收用户针对所述一个或多个属性的输入并发送至所述服务器；

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次执行上述分析和输入的过程，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端。

所述服务器中预存每一种植物的形态特征属性和相应的非形态特征属性，以及形态特征属性相应的基本图形。所述形态特征属性包括与叶、茎、花、果、根等相关的特征属性；非形态特征属性包括图片、分布区、价值等其他属性。

用户可以根据需要选择性的下载部分或全部于手机或电脑上。

以上实施例二-四均是基于与实施例一相同的发明构思，具体实现方式参见实施例一。本发明所涉及的客户端包括但不限于PC、平板、手机等终端。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种用于植物检索的客户端，其特征在于，

接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

接收并显示服务器发送的一个或多个特征属性，接收用户针对所述特征属性的输入并发送至所述服务器；

接收服务器发送的剩余待筛选物种并进行显示；

客户端提供属性特征选项，在选择过程中，显示相应图片，供用户参考；用户针对所述属性信息的输入为基于这些属性信息进行选择操作，和/或根据这些属性信息添加图形信息；

客户端接收用户输入的属性特征的形式包括：接收用户针对属性特征的文字输入，以及接收用户对于属性特征的选择；

客户端接收用户输入的图形特征的形式包括：接收用户针对待检索物种的图形绘制，以及接收用户对于图形元素的选择和调整；所述图形元素是预先设置的与植物形态特征相关的基本图形。

2.如权利要求1所述的客户端，其特征在于，所述客户端提供属性检索和/或绘图检索，当采用属性检索时，所述检索信息为属性特征；当采用绘图检索时，所述检索信息为图形信息。

3.如权利要求1所述的客户端，其特征在于，输入检索信息的形式为用户直接输入或基于给定检索信息的选择。

4.如权利要求1所述的客户端，其特征在于，若所述客户端显示的剩余待筛选物种不唯一，还提供所述剩余待筛选物种的详细信息和对比信息供用户判别最终检索物种；

客户端还提供检索算法的软件包和数据库的下载，以便于脱机使用。

5.一种植物检索方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收用户输入的一个或多个检索信息；

根据所述检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种向用户反馈；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到一个或多个特征属性并显示；

接收用户针对所述一个或多个特征属性的输入，

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至客户端；若否，再次对所述剩余待筛选物种进行分析，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值；将所述剩余待筛选物种向用户反馈；

客户端提供属性特征选项，在选择过程中，显示相应图片，供用户参考；用户针对所述属性信息的输入为基于这些属性信息进行选择操作，和/或根据这些属性信息添加图形信息；

客户端接收用户输入的属性特征的形式包括：接收用户针对属性特征的文字输入，以及接收用户对于属性特征的选择；

客户端接收用户输入的图形特征的形式包括：接收用户针对待检索物种的图形绘制，以及接收用户对于图形元素的选择和调整；所述图形元素是预先设置的与植物形态特征相关的基本图形。

6.一种植物检索系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-3任一所述的客户端，接收用户输入的一个或多个检索信息，发送至服务器；

接收并显示服务器发送的一个或多个特征属性，接收用户针对所述特征属性的输入并发送至所述服务器；以及接收服务器发送的剩余待筛选物种并进行显示；

所述服务器，接收客户端发送的一个或多个检索信息进行筛选运算，判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，

对所述剩余待筛选物种进行分析，得到一个或多个特征属性并发送至所述客户端；

接收用户针对所述一个或多个特征属性的输入并发送至所述服务器；

基于所述输入对所述剩余待筛选物种进一步筛选，再次判断剩余待筛选物种的个数是否不大于预设阈值，若是，将所述剩余待筛选物种发送至所述客户端；若否，再次对所述剩余待筛选物种进行分析，直至剩余待筛选物种个数不大于所述预设阈值。

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