JP6295452B2 - Crop development support device and program thereof - Google Patents

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Description

イネやムギに代表される圃場での農作物の栽培・育成に際し、農作物の生育度合いと必要な施肥量を即座に提供することができる農作物育成支援のためのコンピュータ装置とそのプログラム関するものである。   The present invention relates to a computer device and a program for supporting crop cultivation that can immediately provide the degree of growth of the crop and the amount of fertilization required when cultivating and growing the crop in a field represented by rice and wheat.

圃場での農作物の栽培において、施肥は農作物への栄養供給に必須であるが、施肥量が過少であると農作物の生育不良や品質の低下と収穫量の減少を招き、施肥量が過剰であると肥料コストの不必要な増大だけでなく土壌の質の低下を招きかねない。すなわち、適正な施肥量を正確に把握することは、農作物の良好な生育、食味を含む品質の向上、土壌の維持、コストの適正化に加えて、営農者の収入増加にも繋がる極めて重要な問題である。適正な施肥量を知るためには、農作物の生育状態を的確に把握する必要がある。   Fertilization is essential for the supply of nutrients to agricultural crops in the field, but if the amount of fertilizer is too low, it will cause poor growth of the crop, decrease in quality and decrease in yield, resulting in excessive fertilization. Not only can the fertilizer cost be increased unnecessarily, but also the soil quality can be degraded. In other words, accurately grasping the amount of fertilizer application is extremely important, leading to good growth of crops, improvement of quality including taste, maintenance of soil, and optimization of costs, as well as an increase in farmers' income. It is a problem. In order to know the appropriate amount of fertilization, it is necessary to accurately grasp the growth state of the crop.

農作物の生育状態を把握するためにIT技術を利用することは従来から種々行われている。例えば圃場を上空から(あるいは人工衛星から)撮影して農作物の含有タンパク量を測定する方法等が知られているが、大がかりな撮影機材やシステムの構築が必要となる。稲作においては、イネの草丈、茎数、葉色計による葉色値(SPAD値)からイネの生育量を数値化し、その値と穂肥量から籾数と粗タンパク質含有量を予測できることも報告されてはいるが、専用の高価な機器が必要であり、手間もかかることから広く普及させる手法としては現実的ではない。また、より簡便な方法として、営農者が圃場をカメラで撮影した画像をサーバに送信し、サーバ側で農作物の生育状態を判定し、その判定結果を生育情報として営農者が利用する携帯型通信端末に送信するというシステムが提案されている(特許文献1参照)。   Various techniques have been used in the past to use IT technology to grasp the growth state of agricultural products. For example, a method of measuring the amount of protein contained in crops by photographing a farm field from the sky (or from an artificial satellite) is known, but it is necessary to construct a large-scale imaging equipment and system. In rice cultivation, it has been reported that rice growth can be predicted from the plant height, the number of stems, and the leaf color value (SPAD value) measured by a leaf color meter, and the number of rice and the amount of crude protein can be predicted from that value and the amount of panicle. However, it is not practical as a method for widespread use because it requires dedicated and expensive equipment and takes time and effort. In addition, as a simpler method, the farmer transmits an image obtained by photographing the farm field with a camera to the server, determines the growth state of the crop on the server side, and the portable communication that the farmer uses the determination result as the growth information A system for transmitting to a terminal has been proposed (see Patent Document 1).

特許文献1に開示された植物育成情報処理システムでは、カメラ機能を備えた携帯電話等の情報処理端末で被計測対象の植物の写真が撮影され、ユーザの操作によりその撮像画像がコンピュータ(サーバ)に送信される。サーバでは、受信した画像に基づいて植物の生育情報に関する情報処理が行われ、生育情報や生育診断情報のデータが生成されて携帯情報端末への配信や、情報共有がなされる。携帯情報端末では、サーバから受信した生育情報や生育診断情報が画面表示される。   In the plant cultivation information processing system disclosed in Patent Document 1, a photograph of a plant to be measured is taken by an information processing terminal such as a mobile phone having a camera function, and the captured image is a computer (server) by a user operation. Sent to. The server performs information processing regarding plant growth information based on the received image, generates growth information and growth diagnosis information data, and distributes the information to a portable information terminal and shares information. In the portable information terminal, the growth information and the growth diagnosis information received from the server are displayed on the screen.

特開2007−124932号公報JP 2007-124932 A

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、サーバにおいて植物の植被率の測定等の情報処理のために利用される画像が複数の特定波長の分光画像であるために、特殊なフィルタを情報処理端末に装着し、異なるフィルタ毎に複数枚の写真を撮影する必要があり、手間がかかる上にコスト面での負担も要する。また、複数の分光画像に基づく処理を行うために、サーバには相当程度の負荷がかかるものと考えられる。そして何より、サーバで生成されたデータに基づき、ユーザである営農者が利用する携帯情報端末に表示される情報は、植物の生育情報と生育診断情報である。ここで、特許文献1からは、生育情報とは被計測対象の植物の生育の程度が示された情報であることが理解できるが、生育診断情報の内容は具体的には開示されていない。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the image used for information processing such as measurement of the plant cover rate in the server is a spectral image of a plurality of specific wavelengths. It is necessary to mount a terminal and take a plurality of photographs for each different filter, which is troublesome and costly. In addition, it is considered that a considerable load is applied to the server in order to perform processing based on a plurality of spectral images. Above all, the information displayed on the portable information terminal used by the farmer who is the user based on the data generated by the server is plant growth information and growth diagnosis information. Here, from Patent Document 1, it can be understood that the growth information is information indicating the degree of growth of the plant to be measured, but the content of the growth diagnosis information is not specifically disclosed.

すなわち、特許文献1のシステムでは、その時点で植物にどの程度の施肥を行えばよいかという情報は得ることができない。このことは、同システムが、植物の生育情報や生育診断情報に基づいて、その情報を得た営農者自身が経験や勘で施肥量を決定するという、従前の手法の域を超えるものではないことを意味している。   That is, in the system of Patent Document 1, information on how much fertilization should be performed on a plant at that time cannot be obtained. This does not exceed the range of the conventional method in which the farmer who has obtained the information determines fertilization amount based on experience and intuition based on the growth information and growth diagnosis information of the plant. It means that.

以上のような問題に鑑みて本発明は、広く普及してきたスマートフォン等のモバイル端末を有効に活用して、モバイル端末に通常設けられているカメラ機能で撮影した圃場の農作物の画像に基づいて、農作物の生育量とその時点で必要な施肥量を即座にモバイル端末の画面に表示させることで、農作物の育成管理と良好な生育並びに品質向上に寄与することができるようにすることを主たる目的とするものである。   In view of the above problems, the present invention makes effective use of mobile terminals such as smartphones that have been widely spread, and based on the crop image of the field taken with the camera function normally provided in the mobile terminal, The main purpose is to be able to contribute to the growth management of crops, good growth and quality improvement, by immediately displaying the amount of crop growth and the amount of fertilizer required at that time on the screen of the mobile terminal. To do.

本発明の農作物育成支援装置は、圃場に整列して作付けられ生育途中にある農作物の育成支援を行う処理を行うコンピュータ装置により構成されるものである。そして、ハードウェアとしての本発明に係る農作物育成支援装置の基本構成は、スマートフォン、タブレット端末又はノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種であるモバイル端末のみを使用して、圃場に立ったユーザにより所定の高さからそのモバイル端末のカメラ機能で撮影された圃場の画像上における農作物の複数の株に対応して指定された複数点に基づき、画像解析を行うべき領域を特定する解析領域特定部と、この解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、生成されたヒストグラムの形状に基づいて、解析領域中に農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する閾値決定部と、ヒストグラムを、決定された閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、当該閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、解析領域の画像を二値化する二値化処理部と、解析領域における農作物特定領域の占める割合を前記農作物の植被率として算出する植被率算出部と、農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、算出された植被率から推定生育量を算出する推定生育量算出部と、農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて推定生育量から農作物に対する施肥量を算出する施肥量算出部と、農作物の推定生育量と施肥量とを含む育成支援情報をモバイル端末のディスプレイに出力させる育成支援情報出力部とを有することを特徴としている。 The crop cultivation support device of the present invention is configured by a computer device that performs processing for supporting the cultivation of crops that are planted in alignment with a field and are growing. And the basic composition of the crop cultivation support device according to the present invention as hardware is a user standing on a farm using only one type of mobile terminal selected from a smartphone, a tablet terminal or a notebook personal computer. Specify the analysis area to specify the area where image analysis should be performed based on the multiple points specified corresponding to the multiple strains of the crop on the field image taken with the camera function of the mobile terminal from the predetermined height For each pixel in the analysis area, the value obtained by subtracting the red pixel value and the blue pixel value from the double value of the green pixel value is calculated as the luminance value, the vertical axis is the number of pixels, and the horizontal axis is the luminance A histogram generation unit that generates a histogram as a value, and a threshold of a luminance value indicating an area in which the crop is recorded in the analysis area based on the shape of the generated histogram The threshold value determination unit for determining the image and the histogram are divided into a crop specific area having a luminance value equal to or higher than the determined threshold value, and a non-crop area having a luminance value less than the threshold value, and the analysis area image is binarized. Relationship between the binarization processing unit, the planting rate calculation unit that calculates the proportion of the crop specific area in the analysis region as the planting rate of the crop, and the planting rate obtained from the past growth record of the crop and the estimated growth amount Based on the formula, the estimated growth calculation unit that calculates the estimated growth based on the calculated vegetation coverage ratio, and the estimated growth based on the model formula that shows the relationship between the growth and the amount of fertilization obtained from the past growth record of the crop A fertilization amount calculation unit that calculates the fertilization amount for the crop from the amount, and a growth support information output unit that outputs the growth support information including the estimated growth amount and fertilization amount of the crop to the display of the mobile terminal It is a symptom.

ここで、本発明の農作物育成支援装置を構成するコンピュータ装置は、モバイル端末から送信された情報を受信して情報処理を行いその結果をモバイル端末に返信するサーバ装置であってもよいし、圃場の農作物の撮影から必要な情報処理とその結果の表示の全てを行うモバイル端末であってもよい。なお、本発明においてモバイル端末というとき全て、一般的にスマートフォンと呼ばれる多機能型携帯電話や、タブレット端末又は小型のノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種である。本発明においてはモバイル端末に電話機能の有無は問われないが、写真撮影機能と画像表示機能、各種アプリケーションソフトウェアの実行機能を有していることは必須条件であり、ユーザである営農者にとって簡便に入手し使用できるものとして、スマートフォンやタブレット端末やノート型パーソナルコンピュータが適している。 Here, the computer device constituting the crop cultivation support device of the present invention may be a server device that receives information transmitted from the mobile terminal, performs information processing, and returns the result to the mobile terminal. It may be a mobile terminal that performs all necessary information processing and display of the results from photographing of the farm products. It should be noted that, when the say that mobile terminal have you in the present invention all, multi-function mobile phones and is commonly referred to as a smart phone, Ru any one der selected from the tablet terminal or small of a notebook personal computer. In the present invention, the mobile terminal may or may not have a telephone function. However, it is indispensable to have a photography function, an image display function, and an execution function of various application software, which is easy for a farmer who is a user. as obtained can be used in, are suitable phone or tablet computer or laptop personal computer.

本発明の農作物育成支援装置においては、まずはモバイル端末での圃場に生育する農作物の写真撮影が行われることが前提となる。写真撮影は、圃場で農作物が複数株写り込むように営農者(ユーザ)自身のモバイル端末を操作することで行われる。撮影された画像がモバイル端末に画面表示されると、その画像中の複数株に対応する点がユーザにより指定される。農作物育成支援装置では、指定された複数の点に基づいて、画像解析を行うべき領域として解析領域特定部により特定される。ここで、本発明で対象とする農作物は圃場に整列して作付けされたものであるので、ユーザ自身の判断で農作物が圃場中で平均的に生育している部分を撮影し、平均的な株を複数指定すれば、後の情報処理は圃場全体について平均的な結果として反映されることになる。   In the crop cultivation support device of the present invention, it is premised that a photograph of a crop growing on a field is first taken on a mobile terminal. Photographing is performed by operating a farmer's (user) 's own mobile terminal so that multiple crops are captured in the field. When the captured image is displayed on the screen of the mobile terminal, a point corresponding to a plurality of stocks in the image is designated by the user. In the crop cultivation support device, the analysis region specifying unit specifies the region to be subjected to image analysis based on a plurality of designated points. Here, since the crops to be targeted in the present invention are planted in line with the field, a portion where the crops grow on the average in the field is photographed by the user's own judgment, and the average stock If a plurality of are designated, the subsequent information processing is reflected as an average result for the entire field.

次に、農作物育成支援装置では、ヒストグラム生成部において、解析領域特定部により特定された解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成する。輝度値の演算では、緑画素値を2倍値として強調し、その値から赤画素値と青画素値を引き算することにより、農作物の主に葉部の緑色が優位的に抽出されるようにしている。輝度値に基づいて生成されたヒストグラムには、農作物の色の他に、圃場の土や影の色が反映されている。さらに閾値決定部において、生成されたヒストグラムの形状を分析し、解析領域中に農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する。   Next, in the crop cultivation support device, the histogram generation unit subtracts the red pixel value and the blue pixel value from the double value of the green pixel value for each pixel in the analysis region specified by the analysis region specifying unit. A value is calculated as a luminance value, and a histogram is generated with the vertical axis representing the number of pixels and the horizontal axis representing the luminance value. In the calculation of the luminance value, the green pixel value is emphasized as a double value, and the red pixel value and the blue pixel value are subtracted from that value, so that the green color of the crop is predominantly extracted. ing. The histogram generated based on the luminance value reflects the soil and shadow colors of the field in addition to the crop color. Further, the threshold value determination unit analyzes the shape of the generated histogram, and determines the threshold value of the luminance value indicating the area where the crop is recorded in the analysis area.

次いで、農作物育成支援装置では、二値化処理部において、決定された輝度値の閾値に基づいて、ヒストグラムを、閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、当該閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、解析領域の画像を二値化する。そして、植被率算出部において、解析領域における農作物特定領域の占める割合を前記農作物の植被率として算出する。ここでいう植被率とは、画像の解析領域における全画素に占める農作物が写っている画素の割合であって、圃場の単位面積当たりの農作物の占める割合として推定される値である。   Next, in the crop development support device, in the binarization processing unit, based on the threshold value of the luminance value determined, the histogram is used for the crop identification region having a luminance value equal to or higher than the threshold value, and the crop having a luminance value less than the threshold value. The image in the analysis area is binarized by dividing it into an outer area. Then, the vegetation coverage ratio calculation unit calculates the ratio of the crop specific area in the analysis area as the vegetation coverage ratio of the crop. The vegetation coverage here is a ratio of pixels in which crops occupy all pixels in the analysis region of the image, and is a value estimated as a ratio of crops per unit area of the field.

解析領域中の植被率が求まると、農作物育成支援装置では、推定生育量算出部によって、農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、算出された植被率から推定生育量を算出する。植被率と推定生育量との関係は、農作物の種類や品種ごと、あるいは圃場の地域や環境によって異なるものであるが、過去の生育実績から一次関数の関係式として予め得ておくことができる。さらに、農作物育成支援装置では、推定生育量が求まると、施肥量算出部によって、農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて推定生育量から農作物に対する施肥量を算出する。生育量と施肥量の関係も、農作物の種類や品種ごと、あるいは圃場の地域や環境、施肥のタイミングごとに、過去の生育実績から一定のモデル式として予め得ておくことができる。このモデル式では、対象とする農作物が最も良好に生育し品質も向上するのに適した施肥量が求められるように設定しておくことが好適である。そして、これら推定生育量と施肥量とを含む情報は、育成支援情報出力部によって、育成支援情報としてモバイル端末のディスプレイに出力させる。ここで、育成支援装置は、農作物育成支援装置がサーバ装置である場合には、圃場の農作物を送信してきたモバイル端末に対して、育成支援情報を送信するとともにモバイル端末のディスプレイに表示させる指令を出力するものであり、農作物育成支援装置がモバイル端末自体である場合には、育成支援情報をそのモバイル端末のディスプレイに表示させる指令を出力するものである。   When the vegetation coverage in the analysis area is obtained, the estimated growth calculation unit calculates the vegetation coverage in the analysis area based on the relational expression between the estimated coverage and the vegetation coverage obtained from the past growth of the crop. The estimated growth is calculated from the vegetation coverage rate. The relationship between the vegetation coverage rate and the estimated growth amount varies depending on the type and variety of the crop, or the region and environment of the field, but can be obtained in advance as a relational expression of a linear function from past growth results. Further, in the crop cultivation support device, when the estimated growth amount is obtained, the fertilization amount calculation unit calculates the crop from the estimated growth amount based on the model formula indicating the relationship between the growth amount and the fertilization amount obtained from the past growth results of the crop. The amount of fertilizer applied to is calculated. The relationship between the amount of growth and the amount of fertilization can also be obtained in advance as a fixed model formula from past growth results for each type and variety of crop, or for each region, environment, and timing of fertilization. In this model formula, it is preferable to set so that a fertilizer amount suitable for the best growth and quality improvement of the target crop can be obtained. Then, the information including the estimated growth amount and the fertilization amount is output to the display of the mobile terminal as the growth support information by the growth support information output unit. Here, when the agricultural product cultivation support device is a server device, the cultivation support device transmits an instruction to transmit the cultivation support information to the mobile terminal that has transmitted the agricultural product on the field and to display the instruction on the display of the mobile terminal. In the case where the crop cultivation support device is a mobile terminal itself, a command to display the cultivation support information on the display of the mobile terminal is output.

このように、本発明の農作物育成支援装置であれば、ユーザである営農者が自身のモバイル端末を用いて圃場で農作物を写真撮影し、モバイル端末の画面上で農作物の複数株を指定するだけで、その農作物の推定生育量と施肥量を即座に把握することができる。したがって、営農者に過度な費用負担や煩雑な操作の手間をかけさせることなく、経験や勘ではなく過去の農作物の生育実績に基づいた施肥量を知ることができ、その時点でその農作物に最も適した施肥を実施することができるようになる。これにより本発明は、農作物の生育の適正化を図るとともに、品質の向上と営農者の収入向上に多大な寄与をなし得るものとなる。   Thus, with the crop cultivation support device of the present invention, a farmer who is a user only takes a picture of a crop on the field using his mobile terminal, and designates a plurality of crops on the screen of the mobile terminal. Thus, the estimated growth amount and fertilization amount of the crop can be immediately grasped. Therefore, the amount of fertilization based on past crop growth results, not experience or intuition, can be known without making the farmer excessively burdensome or cumbersome. Appropriate fertilization can be carried out. As a result, the present invention can optimize the growth of crops and can greatly contribute to the improvement of quality and the income of farmers.

本発明の農作物育成支援装置では、解析領域特定部を、モバイル端末のカメラ機能で撮影された圃場の画像上における農作物のうち、縦方向に隣接する2株と横方向に隣接する2株の合計4株に対応して指定された4点により形成される四角形の領域に基づいて、画像解析を行うべき領域を特定するものとすることができる。本発明では、圃場において縦横に整列して植え付けられた農作物の育成支援を対象としていることから、縦横2株ずつの合計4株、望ましくは平均的に生育していると判断される4株が指定されれば、この4株で囲まれた領域の面積を容易に算出することができ、圃場全体の生育状態状況を的確に把握することができる。   In the crop cultivation support device of the present invention, the analysis area specifying unit is a total of two strains that are adjacent in the vertical direction and two strains that are adjacent in the horizontal direction among the crops on the field image captured by the camera function of the mobile terminal. A region to be subjected to image analysis can be specified based on a rectangular region formed by four points designated corresponding to the four stocks. In the present invention, because it is intended to support the cultivation of crops planted in a vertical and horizontal alignment in a field, a total of 4 strains of 2 vertical and 2 horizontal strains, preferably 4 strains that are judged to be growing on average. If specified, the area of the region surrounded by the four strains can be easily calculated, and the growth state of the entire field can be accurately grasped.

特にこの場合、解析領域特定部を、指定された4株に対応する4点から形成される四角形の領域を縦方向及び横方向に2倍した領域を、画像解析を行う領域として特定するものとすれば、4点から形成される四角形を解析領域とした場合よりも広い範囲を解析領域とすることができ、決定係数をより高い値として、より適切な植被率と施肥量の結果に反映させることができる。   In particular, in this case, the analysis region specifying unit specifies a region obtained by doubling a quadrangular region formed by four points corresponding to the designated four stocks in the vertical and horizontal directions as a region for image analysis. If this is the case, it is possible to make the analysis area wider than the case where the quadrilateral formed from four points is set as the analysis area, and to reflect the result of the more appropriate vegetation coverage rate and fertilization rate as a higher determination coefficient. be able to.

また、農作物育成支援装置の閾値決定部においては、ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムを平滑化する平滑化処理部と、この平滑化処理部で平滑化されたヒストグラムについて、横軸の輝度値が小さい側から最初の画素数のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を閾値とする閾値設定部とを含めることが望ましい。平滑化処理部では、ヒストグラムの補正に関して既知の種々の平滑化処理を適用することができるが、例えば本発明では、ヒストグラムの横軸に示される各輝度値について、隣接する5つの輝度値の移動平均を取って平滑化するという処理を適用することができる。このように平滑化されたヒストグラムでは、本発明者の実証試験により、横軸の小さい側(左側)から見て最初の画素数のピークは土を表すピークであり、次のピークが農作物を表すピークであり、最初のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値以上の領域であって2番目のピークを含む領域が農作物を表す輝度値となることが確認されている。このことから、閾値設定部は、最初のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を閾値とするように設定することが好適である。   Further, in the threshold value determination unit of the crop cultivation support device, the luminance value on the horizontal axis of the smoothing processing unit that smoothes the histogram generated by the histogram generation unit and the histogram smoothed by the smoothing processing unit It is desirable to include a threshold setting unit that uses a luminance value at a point where the number of pixels increases only after the peak of the first number of pixels from the smaller side as a threshold. In the smoothing processing unit, various known smoothing processes can be applied with respect to the correction of the histogram. For example, in the present invention, for each luminance value indicated on the horizontal axis of the histogram, the movement of five adjacent luminance values is performed. A process of averaging and smoothing can be applied. In the histogram smoothed as described above, the first peak of the number of pixels as viewed from the small side (left side) of the horizontal axis is a peak representing soil and the next peak is a crop according to the present inventors' proof test. It is a peak, and it has been confirmed that a region that is equal to or higher than the luminance value at a point where the number of pixels increases only after the first peak and that includes the second peak is a luminance value that represents a crop. For this reason, it is preferable that the threshold value setting unit sets the luminance value at a point where the number of pixels increases only after the first peak is exceeded as the threshold value.

ソフトウェアとしての本発明に係る農作物育成支援プログラムの基本構成は、コンピュータを、圃場に整列して作付けられ生育途中にある農作物の育成支援を行う農作物育成支援装置として実行させるソフトウェアプログラムであって、モバイル端末のみを使用して、圃場に立ったユーザにより所定の高さからモバイル端末のカメラ機能で撮影された圃場の画像上における農作物の複数の株に対応して指定された複数点に基づき、画像解析を行うべき領域を特定する解析領域特定ステップと、解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、ヒストグラムの形状に基づいて、解析領域中に前記農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する閾値決定ステップと、ヒストグラムを、閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、解析領域の画像を二値化する二値化処理ステップと、解析領域における農作物特定領域の占める割合を農作物の植被率として算出する植被率算出ステップと、農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、植被率演算ステップで算出された植被率から推定生育量を算出する推定生育量算出ステップと、農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて、推定生育量から前記農作物に対する施肥量を算出する施肥量算出ステップと、農作物の推定生育量と施肥量とを含む育成支援情報を前記モバイル端末のディスプレイに出力させる育成支援情報出力ステップとを含むことを特徴としている。この農作物育成支援プログラムにおいて、ステップの処理内容は、上述した農作物育成支援装置における各部の機能に準ずるものである。この農作物育成支援プログラムの基本構成は、当該プログラムがインストールされるコンピュータがモバイル端末と通信可能なサーバである場合と、モバイル端末である場合とで共通である。 The basic structure of crop development support program according to the present invention as software, a computer, a software program to be executed as a crop growing support apparatus which performs development assistance crops in the middle growth are planted in alignment in the field, mobile Based on multiple points specified corresponding to multiple crops on the field image taken by the camera function of the mobile terminal from a predetermined height by a user standing on the field using only the terminal An analysis area specifying step for specifying an area to be analyzed, and for each pixel in the analysis area, a value obtained by subtracting a red pixel value and a blue pixel value from a double value of a green pixel value is calculated as a luminance value; Based on the histogram generation step for generating a histogram with the vertical axis representing the number of pixels and the horizontal axis representing the luminance value, and in the analysis area A threshold value determining step for determining a threshold value of a luminance value indicating an area where the crop is recorded, and a histogram is divided into a crop specific area having a brightness value equal to or higher than the threshold value, and a non-crop area having a brightness value lower than the threshold value, A binarization processing step for binarizing the image of the analysis region, a planting rate calculation step for calculating a ratio of the crop specific region in the analysis region as a planting coverage rate, and a vegetation cover obtained from past growth results of the crop An estimated growth amount calculating step for calculating an estimated growth amount from the vegetation cover ratio calculated in the vegetation cover ratio calculating step based on a relational expression between the rate and the estimated growth amount; and a growth amount obtained from a past growth record of the crop A fertilization amount calculating step for calculating a fertilization amount for the crop from the estimated growth amount based on a model formula indicating a relationship between the fertilization amount, and a breeding including the estimated growth amount and the fertilization amount of the crop Is characterized in that the assistance information including the development support information output step of outputting to a display of the mobile terminal. In this crop cultivation support program, the processing content of the step is in accordance with the function of each unit in the above-described crop cultivation support apparatus. The basic configuration of this crop cultivation support program is common to the case where the computer on which the program is installed is a server that can communicate with a mobile terminal and the case where the computer is a mobile terminal.

また、本発明の農作物育成支援プログラムにおいては、解析領域特定ステップを、モバイル端末のカメラ機能で撮影された圃場の画像上における農作物のうち、縦方向に隣接する2株と横方向に隣接する2株の合計4株に対応して指定された4点により形成される四角形の領域に基づいて、画像解析を行うべき領域を特定する処理を行うものとすることができる。さらに、この解析領域特定ステップを、四角形の領域を縦方向及び横方向に2倍した領域を画像解析を行う領域として特定する処理を行うものとすることができる。   Further, in the crop cultivation support program of the present invention, the analysis region specifying step includes two adjacent crops in the vertical direction and two adjacent crops in the vertical direction among the crops on the field image photographed by the camera function of the mobile terminal. Based on a quadrangular area formed by four points designated corresponding to a total of four stocks, a process for specifying a region for image analysis can be performed. Further, the analysis area specifying step can perform a process of specifying an area obtained by doubling a quadrangular area in the vertical direction and the horizontal direction as an area for image analysis.

さらにまた、農作物育成支援プログラムにおいては、閾値決定ステップを、ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムを平滑化する平滑化処理サブステップと、この平滑化処理部で平滑化されたヒストグラムについて、横軸の輝度値が小さい側から最初の画素数のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を前記閾値とする閾値設定サブステップとを含むものとすることができる。   Furthermore, in the crop cultivation support program, the threshold value determining step is performed on the horizontal axis for the smoothing processing sub-step for smoothing the histogram generated by the histogram generating unit and the histogram smoothed by the smoothing processing unit. A threshold value setting sub-step in which a luminance value at a point where the number of pixels increases only after exceeding the peak of the first number of pixels from the side where the luminance value is small is set as the threshold value.

特に、ユーザである営農者が用いるモバイル端末と通信可能なサーバを稼働させる農作物育成支援プログラムにあっては、モバイル端末から送信された複数の点が指定された画像データを受信するとともに、育成支援情報出力ステップにより出力された育成支援情報を前記モバイル端末の画面に表示するようにモバイル端末に送信する第1通信ステップをさらに含むように構成するとよい。   In particular, in a crop cultivation support program that operates a server that can communicate with a mobile terminal used by a farmer who is a user, it receives image data specifying a plurality of points transmitted from the mobile terminal and supports the cultivation It may be configured to further include a first communication step of transmitting the growth support information output in the information output step to the mobile terminal so as to be displayed on the screen of the mobile terminal.

それに対して、農作物育成支援プログラムを実行するコンピュータと情報通信可能な前記モバイル端末を実行させるソフトウェアプログラムにあっては、モバイル端末のみを使用して、圃場に立ったユーザにより所定の高さからそのカメラ機能によって圃場の農作物を撮影することを促す撮影指示ステップと、撮影指示ステップで撮影された画像を当該モバイル端末のディスプレイに表示させるとともに、この画像上において農作物の前記複数の株を指定することを促す農作物指定指示ステップと、農作物指定指示ステップで指定された農作物の複数の株に対応する点を含む画像を記憶する指定画像記憶ステップと、指定画像記憶ステップで記憶された画像をコンピュータに送信するとともに、そのコンピュータの第1通信ステップにより出力された育成支援情報を受信する第2通信ステップと、第2通信ステップで受信した育成支援情報をこのモバイル端末のディスプレイに画面表示させる画面表示ステップとを含むように構成すればよい。ここで、農作物指定指示ステップにおいては、モバイル端末のディスプレイに対してユーザの指やペン型の入力デバイス(いわゆるタッチペン)による画面タッチ操作で農作物の株に対する指定を行うようにしてもよいし、マウス等の他の入力デバイスによる入力やソフト上の位置指定による入力を採用することも可能である。 On the other hand, in the case of a software program that executes the mobile terminal that can communicate with a computer that executes a crop cultivation support program, a user standing on the field uses only the mobile terminal to move the mobile terminal from a predetermined height. A shooting instruction step for urging the user to take a picture of the crop on the field by using the camera function, and an image taken in the shooting instruction step is displayed on the display of the mobile terminal, and the plurality of stocks of the crop are designated on the image. A designated crop storage step for storing the image, a designated image storing step for storing an image including points corresponding to a plurality of stocks of the crop designated in the designated crop designation step, and an image stored in the designated image storing step in the computer As well as the first communication step of the computer. A second communication step of receiving development assistance information may be configured to include a screen display step of the screen displaying the development assistance information received on the display of the mobile terminal in the second communication step. Here, in the crop designation instruction step, the crop stock may be designated by a screen touch operation with a user's finger or a pen-type input device (so-called touch pen) on the display of the mobile terminal, or the mouse may be designated. It is also possible to employ input by other input devices such as the above or input by position designation on software.

一方、圃場の農作物の撮影から育成支援情報の画面表示までの全ての処理をモバイル端末で行うこともできる。その場合における本発明のソフトウェアプログラムは、モバイル端末を、圃場に整列して作付けられ生育途中にある農作物の育成支援を行う農作物育成支援装置として実行させる農作物育成支援プログラムとして位置付けることができる。このような農作物育成支援プログラムは、モバイル端末のみを使用して、圃場に立ったユーザにより所定の高さからそのカメラ機能によって圃場の農作物を撮影することを促す撮影指示ステップと、撮影指示ステップで撮影された画像をこのモバイル端末のディスプレイに表示させるとともに、その画像上において農作物の複数の株を指定することを促す農作物指定指示ステップと、農作物指定指示ステップで指定された農作物の複数の株に対応する点を含む画像を記憶する指定画像記憶ステップと、指定画像記憶ステップで記憶された画像上において、農作物の複数の株に対応して指定された複数点に基づき、画像解析を行うべき領域を特定する解析領域特定ステップと、解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、ヒストグラムの形状に基づいて、解析領域中に農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する閾値決定ステップと、ヒストグラムを、閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、解析領域の画像を二値化する二値化処理部と、解析領域における農作物特定領域の占める割合を農作物の植被率として算出する植被率算出ステップと、農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、植被率演算ステップで算出された植被率から推定生育量を算出する推定生育量算出ステップと、農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて、推定生育量から農作物に対する施肥量を算出する施肥量算出ステップと、農作物の前記推定生育量と施肥量とを含む育成支援情報をモバイル端末のディスプレイに出力させる育成支援情報出力ステップと、育成支援情報出力ステップで出力された育成支援情報を当該モバイル端末のディスプレイに画面表示させる画面表示ステップとを含むものとすることができる。 On the other hand, it is possible to perform all the processes from the photographing of farm products in the field to the screen display of the cultivation support information on the mobile terminal. In this case, the software program of the present invention can be positioned as a crop cultivation support program that is executed as a crop cultivation support device that supports the cultivation of crops that are planted in the field and are growing. Such crop development support program, using only the mobile terminal, a photographing instruction step prompting to shoot a field of crops by the camera function of Karaso predetermined height by a user standing in the field, shooting instruction step The image taken in step 1 is displayed on the display of the mobile terminal, and a crop designation instruction step that prompts the user to designate a plurality of crops on the image, and the plurality of crops designated in the crop designation instruction step A specified image storing step for storing an image including a point corresponding to the image, and image analysis based on a plurality of points specified corresponding to a plurality of crops on the image stored in the specified image storing step. An analysis area specifying step for specifying an area, and for each pixel in the analysis area, a red pixel value and a blue value from twice the green pixel value Based on the histogram generation step that calculates the value obtained by subtracting the prime value as the luminance value, generates a histogram with the number of pixels on the vertical axis and the luminance value on the horizontal axis, and the crop is recorded in the analysis area. A threshold value determining step for determining a threshold value of a luminance value indicating the region, and a histogram is divided into a crop identification region having a luminance value equal to or greater than the threshold value and a non-crop region having a luminance value less than the threshold value, and an image of the analysis region is A binarization processing unit for binarization, a planting rate calculation step for calculating a ratio of the crop specific area in the analysis region as a planting rate of the crop, and a planting rate and an estimated growth amount obtained from the past growth record of the crop Obtained from the estimated growth amount calculating step for calculating the estimated growth amount from the planting rate calculated in the planting rate calculating step and the past growth results of the crops. Based on a model formula indicating the relationship between the amount of cultivation and the amount of fertilization, a mobile terminal is provided with a fertilization amount calculating step for calculating the amount of fertilization to the crop from the estimated amount of growth, and the cultivation support information including the estimated amount of growth and the amount of fertilization of the crop It is possible to include a growth support information output step to be output on the display and a screen display step to display the growth support information output in the growth support information output step on the display of the mobile terminal.

このようなモバイル端末単独で圃場の写真撮影から育成支援情報の画面表示までの全てのステップを処理することができる農作物育成支援プログラムにおいても、解析領域特定ステップを、モバイル端末のカメラ機能で撮影された圃場の画像上における農作物のうち、縦方向に隣接する2株と横方向に隣接する2株の合計4株に対応して指定された4点により形成される四角形の領域に基づいて、画像解析を行うべき領域を特定する処理を行うものとしたり、さらに、この解析領域特定ステップを、四角形の領域を縦方向及び横方向に2倍した領域を画像解析を行う領域として特定する処理を行うものとすることができる。また、閾値決定ステップを、ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムを平滑化する平滑化処理サブステップと、この平滑化処理部で平滑化されたヒストグラムについて、横軸の輝度値が小さい側から最初の画素数のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を前記閾値とする閾値設定サブステップとを含むものとすることができる。   Even in such a crop development support program that can process all the steps from the field photography to the screen display of the growth support information on the mobile terminal alone, the analysis region specifying step is captured by the camera function of the mobile terminal. An image based on a quadrangular region formed by four points designated corresponding to a total of four strains of two crops adjacent in the vertical direction and two strains adjacent in the horizontal direction among the crops on the image of the farm field. Processing for specifying the region to be analyzed is performed, and further, this analysis region specifying step is performed for specifying a region obtained by doubling the quadrangular region in the vertical and horizontal directions as a region for image analysis. Can be. In addition, the threshold determination step includes a smoothing processing sub-step for smoothing the histogram generated by the histogram generation unit, and a histogram smoothed by the smoothing processing unit. And a threshold value setting sub-step in which a luminance value at a point where the number of pixels increases only after exceeding the peak of the number of pixels is set as the threshold value.

本発明は、営農者自身がスマートフォン、タブレット端末又はノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種であるモバイル端末のカメラ機能で撮影した圃場の農作物の写真画像上で複数株の農作物を指定したことに基づいて、画像解析により農作物の推定生育量を求め、さらにその推定生育量から最も適した施肥量を即座にモバイル端末の画面に表示させることができる。そのため、本発明によれば、タイムリーに農作物に対する施肥を行うことができ、農作物の育成管理と良好な生育並びに品質向上に寄与し、営農者の収入向上にも一定の貢献をなことができる。 In the present invention, the farmer himself / herself specified a plurality of crops on the photographic image of the crop in the field taken with the camera function of the mobile terminal, which is one of the types selected from a smartphone , a tablet terminal, or a laptop personal computer. Based on the above, the estimated growth amount of the crop can be obtained by image analysis, and the most suitable fertilization amount can be immediately displayed on the screen of the mobile terminal from the estimated growth amount. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform the fertilization for crops timely, contribute to the development management and good growth and quality of crops, can be na constant contribute to increase income of farming's it can.

本発明の一実施形態に係る農作物育成支援システムの概観図。1 is an overview diagram of a crop cultivation support system according to an embodiment of the present invention. 同実施形態における農作物育成支援装置を構成するサーバとスマートフォンの機能構成図。The function block diagram of the server and smart phone which comprise the crop cultivation assistance apparatus in the embodiment. 同実施形態における情報処理工程図。The information processing process figure in the embodiment. 同実施形態におけるスマートフォンの初期画面を示す図。The figure which shows the initial screen of the smart phone in the embodiment. 同実施形態においてスマートフォンのディスプレイに表示された写真撮影後の圃場のイネの画像の画面例を示す図。The figure which shows the example of a screen of the image of the rice of the field after the photography displayed on the display of the smart phone in the embodiment. 同実施形態においてスマートフォンで写真撮影した圃場のイネの画像に対する複数株を指定中の状態の画面例を示す図。The figure which shows the example of a screen of the state which has designated the multiple stock | stump | stock with respect to the image of the rice of the field which photographed with the smart phone in the embodiment. 同実施形態においてスマートフォンで写真撮影した圃場のイネの画像に対する複数株を指定し終えサーバへ送信する状態の画面例を示す図。The figure which shows the example of a screen of the state which finishes designating the multiple stock with respect to the image of the rice of the field photographed with the smart phone in the embodiment, and transmits to a server. 同実施形態においてサーバがスマートフォンから受信した画像から特定した解析領域を示す図。The figure which shows the analysis area | region identified from the image which the server received from the smart phone in the embodiment. 同実施形態におけるサーバで作成されるヒストグラムを示す図。The figure which shows the histogram produced with the server in the embodiment. 同実施形態におけるサーバで平滑化処理がなされたヒストグラムを示す図。The figure which shows the histogram in which the smoothing process was made | formed by the server in the embodiment. 同実施形態におけるサーバで設定された閾値を含むヒストグラムを示す図。The figure which shows the histogram containing the threshold value set with the server in the embodiment. 同実施形態におけるサーバで作成・処理された二値化画像を示す図。The figure which shows the binarized image produced and processed with the server in the embodiment. 同実施形態におけるサーバに記憶された植被率と生育量の関係グラフを示す図。The figure which shows the relationship graph of the vegetation coverage rate and growth which were memorize | stored in the server in the embodiment. 同実施形態におけるサーバに記憶された生育量から穂肥量を求めるモデル式を示す図。The figure which shows the model type | formula which calculates | requires the amount of ear fertilization from the growth amount memorize | stored in the server in the embodiment. 同実施形態においてモバイル端末のディスプレイに表示された育成支援情報の画像を示す図。The figure which shows the image of the cultivation assistance information displayed on the display of the mobile terminal in the embodiment. 同実施形態の変形例として、モバイル端末単独で全ての処理を行う場合の機能構成図。The functional block diagram in the case of performing all the processes with a mobile terminal alone as a modification of the embodiment.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図1に概略構成を示すように、本発明の一実施形態に係る農作物支援装置は、図1に概略構成を示すように、インターネット3を通じてモバイル端末の一種であるスマートフォン2と通信可能なサーバコンピュータ(以下、「サーバ」という)1であり、このサーバ1はスマートフォン2と共に農作物育成支援システムXを構築するものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the agricultural product support apparatus according to an embodiment of the present invention is a server computer that can communicate with a smartphone 2 that is a type of mobile terminal through the Internet 3, as shown in FIG. 1. (Hereinafter referred to as “server”) 1, and this server 1 constructs a crop cultivation support system X together with the smartphone 2.

本実施形態は、農作物育成支援システムXとして、農作物としてイネRの一品種であるコシヒカリの圃場(水田)での育成を支援するものとして構築されたものである。本システムXの構築のために、京都府農林水産技術センターの農林センター内にある試験用の水田において実際にコシヒカリ(以下、必要な場合を除いて「イネ」という)を栽培し、また同水田での過去の栽培実績を利用している。イネに対する施肥には、基肥と補肥の二種類が行われる。基肥は、イネの苗を受付する前に予め土壌に肥料を施すことであり、補肥は、イネの生育過程で肥料を与えることである。特に稲作の場合、穂肥量はイネ(コメ)の収量と品質、食味に影響を与える重要な要素である。従前より、穂肥量は、イネの幼穂分化期の生育量を営農者が経験と勘によって判断し、その量を決定しているが、本実施形態はより効率的なコメ作りのために、従来の営農者だけでなく新規の営農者のためにも客観的な指標に基づいて判断することができる方法を提供することを目的としている。第1回目の補肥は多くの籾数の確保を目的として、上述のように幼穂分化期のイネの生育量に応じて行われ、第2回目の補肥はコメの粒の充実を目的として、第1回目の補肥から約10日後に行われる。ただし、コメの窒素不足による外観品質の低下を防止するために、第2回目の補肥は単位面積当たりに定量だけ行われることが多いことから、本実施形態においては、施肥量として第1回目の穂肥量をユーザUである営農者に提供することとしている。   This embodiment is constructed as a crop cultivation support system X that supports the cultivation of Koshihikari, which is a variety of rice R, as a crop in a field (paddy field). In order to construct System X, Koshihikari (hereinafter referred to as “rice” unless otherwise required) was actually cultivated in a test paddy field within the Agricultural and Forestry Center of Kyoto Prefectural Agriculture, Forestry and Fisheries Technology Center. We use past cultivation results in Japan. There are two types of fertilization for rice: basic fertilizer and supplementary fertilizer. Basic fertilization is to apply fertilizer to the soil before accepting rice seedlings, and supplementary fertilization is to apply fertilizer during the growth process of rice. In particular, in the case of rice cultivation, the amount of fertilizer is an important factor affecting the yield, quality and taste of rice. Traditionally, the amount of pantilization is determined by the farmer's experience and intuition on the growth amount of rice at the panicle differentiation stage, and the amount is determined, but this embodiment is for making rice more efficient, It aims at providing the method which can judge based on an objective parameter | index not only for a conventional farmer but a new farmer. The first supplementary fertilization is performed according to the amount of rice growing in the panicle differentiation stage as described above for the purpose of securing a large number of pods, and the second supplementary fertilization is for the purpose of enriching rice grains. This is performed about 10 days after the first supplemental fertilization. However, in order to prevent deterioration in appearance quality due to rice nitrogen deficiency, the second supplemental fertilization is often performed only in a fixed amount per unit area. Therefore, in this embodiment, the amount of fertilization is the first. It is supposed to provide the farmer who is the user U.

サーバ1は、CPU(中央演算装置)、メモリ、記憶装置、インターネット3を通じたクライアント装置(本実施形態では、各ユーザが使用するスマートフォン2)と通信可能な通信装置を備え、必要に応じてディスプレイ等の表示装置、入力装置、データベース等を有する一般的なサーバコンピュータにより構成される。このサーバ1を農作物育成支援装置として稼働させるためのソフトウェアプログラム(農作物育成支援プログラム)は、サーバ1内の記憶装置にインストールされており、適宜メモリに読み出されて実行される。   The server 1 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, a storage device, a communication device that can communicate with a client device (in this embodiment, a smartphone 2 used by each user) via the Internet 3, and displays a display as necessary. And a general server computer having a display device, an input device, a database, and the like. A software program (a crop cultivation support program) for operating the server 1 as a crop cultivation support device is installed in a storage device in the server 1, and is read and executed as appropriate in a memory.

スマートフォン2は、電話機能やカメラ機能、適宜の基地局を通じてのインターネット通信機能の他、多種類のアプリケーションソフトウェアを実行可能ないわゆる多機能携帯電話であり、本実施形態においてはモバイル端末の一つとして、インターネット3を通じてサーバ1と通信しつつ利用される。このスマートフォン2は、CPU(中央演算装置)、メモリ、記憶装置、インターネット3を通じた通信装置、ディスプレイ、ディスプレイへのタッチ操作による入力装置等を有している。サーバ1と共に農作物育成支援システムXを構成するためのスマートフォン2用のアプリケーションソフトウェア(端末側農作物育成支援プログラム)は、スマートフォン2内の記憶装置にインストールされており、適宜メモリに読み出されて実行される。なお、本実施形態においてスマートフォン2は、ユーザUである営農者が個人で所有するものを想定しているが、農作物育成支援システムXの専用品としてユーザUに貸与又は供与されるものであってもよい。   The smartphone 2 is a so-called multi-function mobile phone capable of executing various types of application software in addition to a telephone function, a camera function, an Internet communication function through an appropriate base station, and is one of mobile terminals in the present embodiment. It is used while communicating with the server 1 through the Internet 3. The smartphone 2 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, a storage device, a communication device through the Internet 3, a display, an input device by a touch operation on the display, and the like. Application software (terminal-side crop cultivation support program) for the smartphone 2 for configuring the crop cultivation support system X together with the server 1 is installed in the storage device in the smartphone 2, and is read and executed as appropriate in the memory. The In addition, in this embodiment, although the smart phone 2 assumes what the farmer who is the user U owns individually, it is lent or provided to the user U as an exclusive item of the crop cultivation support system X, Also good.

図2に示すように、サーバ1は、農作物育成支援プログラムを実行することにより、通信部11、解析領域特定部12、ヒストグラム生成部13、閾値決定部14、二値化処理部15、植被率算出部16、推定生育量算出部17、施肥量算出部18、育成支援情報出力部19の各部の機能を発揮する。閾値決定部14は、平滑化処理部141と閾値設定部142とを有している。またスマートフォン2は、端末側農作物育成支援プログラムを実行することにより、通信部21、撮影指示部22、撮影部23、農作物指定指示部24、指定画像記憶部25、画面表示部26の各部の機能を発揮する。   As illustrated in FIG. 2, the server 1 executes the crop cultivation support program, thereby performing a communication unit 11, an analysis region specifying unit 12, a histogram generation unit 13, a threshold determination unit 14, a binarization processing unit 15, and a vegetation coverage rate. The function of each part of the calculation part 16, the estimated growth amount calculation part 17, the fertilization amount calculation part 18, and the cultivation assistance information output part 19 is exhibited. The threshold determination unit 14 includes a smoothing processing unit 141 and a threshold setting unit 142. Further, the smartphone 2 executes functions of the terminal-side crop cultivation support program so that the functions of the communication unit 21, the shooting instruction unit 22, the shooting unit 23, the crop designation instruction unit 24, the designated image storage unit 25, and the screen display unit 26 are performed. Demonstrate.

以下、サーバ1及びスマートフォン2における各機能について説明する。サーバ1において通信部11は、インターネット3を通じてスマートフォン2から送信されたイネの写真画像を含む情報を受信し、また育成支援情報出力部19によって出力する育成支援情報をインターネット3を通じてスマートフォン2に送信する、といった情報通信を行う。   Hereinafter, each function in the server 1 and the smartphone 2 will be described. In the server 1, the communication unit 11 receives information including a photographic image of rice transmitted from the smartphone 2 through the Internet 3, and transmits the growth support information output by the growth support information output unit 19 to the smartphone 2 through the Internet 3. Information communication is performed.

解析領域特定部12は、通信部11で受信した画像、具体的には、スマートフォン2で水田FのイネRが撮影されたカメラ画像と、そのカメラ画像中で指定されたイネRの複数株に対応する点の画像中の位置情報を含む情報に基づいて、画像解析すべき領域を特定する。本実施形態では、後述するようにユーザUによって縦2株、横2株の合計4株が指定されるようにしているため、この4株が作る四角形に基づいて解析領域が特定される。より詳細には、本実施形態では4株で形成される画像上の四角形の縦横の寸法をそれぞれ2倍した領域を、解析領域として特定するようにしている。水田FにおいてイネRは、縦方向と横方向にそれぞれ定間隔で整列して植え付けられることから、指定された4株(縦2株、横2株)の点により形成される4点は、正方形又は長方形の角を形成し、自ずとその面積(画像上及び水田での面積)も算出できる。したがって、この4点の縦横をそれぞれ2倍して得られる解析領域も、面積が特定された正方形か長方形となる。   The analysis area specifying unit 12 includes the image received by the communication unit 11, specifically, the camera image in which the rice R of the paddy field F is captured by the smartphone 2, and the plurality of rice R specified in the camera image. A region to be image-analyzed is specified based on information including position information in the image of the corresponding point. In the present embodiment, as will be described later, the user U designates a total of 4 stocks of 2 stocks in the vertical direction and 2 stocks in the lateral direction, and therefore, the analysis region is specified based on the quadrangle formed by the four stocks. More specifically, in this embodiment, an area obtained by doubling the vertical and horizontal dimensions of a quadrilateral on an image formed by four strains is specified as an analysis area. In paddy field F, rice R is planted in line with each other at regular intervals in the vertical and horizontal directions, so the 4 points formed by the designated 4 strains (2 vertical and 2 horizontal) are square. Or the corner | angular of a rectangle is formed and the area (area on an image and a paddy field) can also be calculated naturally. Therefore, the analysis area obtained by doubling the length and width of each of the four points is also a square or a rectangle with a specified area.

ヒストグラム生成部13は、解析領域特定部12により特定された解析領域中の各画素(ピクセル)に対して、緑画素値(G)の2倍値から赤画素値(R)と青画素値(R)を減算した値(演算式“2G−R−B”により求められる)を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成する。さらに閾値決定部14は、生成されたヒストグラムの形状を分析し、解析領域中に農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する。具体的には、まず平滑化処理部141が、各輝度値について、それを含み隣接する4つの輝度値と合わせて合計5つの輝度値について移動平均を取り、ヒストグラムの形状を平滑化する。平滑化されたヒストグラムでは、予備試験から左側(輝度値の小さい値)から見て最初のピークは、写真撮影された画像中の土を表すピークであり、2つ目のピークがイネの葉を表すピークであり、2つのピークの間に影を表す部分があることが分かっている。したがって、閾値設定部142は、ヒストグラムの左側から最初のピークを越え、再び画素数が増加に転じる点を、画像中のイネを表す領域かどうかを決める閾値として設定する。   For each pixel (pixel) in the analysis region specified by the analysis region specifying unit 12, the histogram generation unit 13 calculates a red pixel value (R) and a blue pixel value (from the double value of the green pixel value (G)). A value obtained by subtracting R) (obtained by the arithmetic expression “2G-RB”) is calculated as a luminance value, and a histogram is generated with the vertical axis representing the number of pixels and the horizontal axis representing the luminance value. Further, the threshold value determination unit 14 analyzes the shape of the generated histogram and determines a threshold value of a luminance value indicating an area where the crop is recorded in the analysis area. Specifically, first, the smoothing processing unit 141 smoothes the shape of the histogram by taking a moving average of a total of five luminance values including the luminance values adjacent to each luminance value for each luminance value. In the smoothed histogram, the first peak seen from the left side (low brightness value) from the preliminary test is the peak representing the soil in the photographed image, and the second peak is the rice leaf. It is known that there is a portion representing a shadow between the two peaks. Therefore, the threshold value setting unit 142 sets a point where the first peak from the left side of the histogram is exceeded and the number of pixels starts to increase again as a threshold value that determines whether the region represents rice in the image.

二値化処理部15は、上記のヒストグラムについて、輝度値が閾値以上の領域を農作物特定領域(本実施形態では「イネ特定領域」)、輝度値が閾値未満の領域を農作物外領域(イネ外領域=土と影の領域)として分け、解析領域内の画像を、イネ特定領域を白、土と影の領域を黒となるように二値化処理する。植被率算出部16は、解析領域の全画素数におけるイネ特定領域の画素数が占める割合をイネの植被率として算出する。求められた植被率は、画像の解析領域における全画素に占めるイネが写っている画素の割合であって、解析領域中及び対象となる水田の単位面積当たりのイネの占める割合として推定される値となる。   In the above histogram, the binarization processing unit 15 sets a region having a luminance value equal to or higher than a threshold value as a crop specific region (in this embodiment, “rice specific region”), and sets a region having a luminance value lower than the threshold value as a region outside the crop (outside rice). Area = soil and shadow area), and the image in the analysis area is binarized so that the rice specific area is white and the soil and shadow area is black. The vegetation coverage rate calculation unit 16 calculates the ratio of the number of pixels in the rice specific region in the total number of pixels in the analysis region as the vegetation coverage rate of rice. The obtained vegetation coverage is the ratio of the pixels in which rice is captured in all the pixels in the analysis area of the image, and is estimated as the ratio of rice in the analysis area and per unit area of the target paddy field It becomes.

推定生育量算出部17は、植被率と推定生育量との関係式に基づいて、算出された植被率から推定生育量を算出する。この関係式は、対象の水田Fにおける同品種(コシヒカリ)のイネRの過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係から予め作成されている。具体的な関係式については後述する。   The estimated growth amount calculation unit 17 calculates the estimated growth amount from the calculated vegetation cover rate based on the relational expression between the vegetation cover rate and the estimated growth amount. This relational expression is created in advance from the relationship between the vegetation coverage obtained from the past growth record of rice R of the same variety (Koshihikari) in the target paddy field F and the estimated growth amount. Specific relational expressions will be described later.

施肥量算出部18は、求められた推定生育量から第1回目の穂肥量を算出する(以下、「施肥量」は、必要に応じて「第1回目の穂肥量」と言い換える。単に「穂肥量」という場合は、「第1回目の穂肥量」を意味するものとする。)。対象の水田Fにおける同品種(コシヒカリ)のイネRの生育量と第1回目の穂肥量の関係が過去の生育実績に基づいて作成されたモデル式によって特定されており、施肥量算出部18はこのモデル式を用いて、高品質にイネRを育成するために好適な穂肥量を算出する。具体的なモデル式については後述する。そして、育成支援情報出力部19は、求められた推定生育量と施肥量とを含む情報を育成支援情報として、スマートフォン2のディスプレイに出力させる指令を出す。この指令は、通信部11によって、イネの写真画像を送信してきた元のスマートフォン2に送信される。   The fertilization amount calculation unit 18 calculates the first ear fertilization amount from the obtained estimated growth amount (hereinafter, “fertilization amount” is rephrased as “first ear fertilization amount” as necessary. The term “ear fertilizer amount” means “first ear fertilizer amount”). The relationship between the growth amount of rice R of the same varieties (Koshihikari) in the target paddy field F and the first ear fertilization amount is specified by a model formula created based on the past growth results, and the fertilization amount calculation unit 18 Uses this model formula to calculate a suitable amount of panicle for growing rice R with high quality. A specific model formula will be described later. Then, the growth support information output unit 19 issues a command to output the information including the obtained estimated growth amount and fertilization amount on the display of the smartphone 2 as the growth support information. This command is transmitted by the communication unit 11 to the original smartphone 2 that has transmitted the photographic image of rice.

一方、スマートフォン2において通信部21は、インターネット3を通じてサーバ1にイネの写真画像を含む情報を送信し、またサーバ1から送信された育成支援情報をインターネット3を通じてスマートフォン2に受信する、といった情報通信を行う。   On the other hand, in the smartphone 2, the communication unit 21 transmits information including a photographic image of rice to the server 1 through the Internet 3, and receives the growth support information transmitted from the server 1 to the smartphone 2 through the Internet 3. I do.

撮影指示部22は、スマートフォン2にインストールされている端末側農作物育成支援プログラムがユーザUによって起動された場合、スマートフォン2のカメラ機能を起動してユーザUに水田FのイネRを撮影するように促す。写真撮影は、図1の左側に示すように、水田中においてユーザUがスマートフォン2をほぼ水平にしてイネRの上端部から約70cmの高さから撮影することが好ましい。これは、第1回目の補肥の時期のイネの大きさから考慮して、4株以上(6〜8株程度)の領域がちょうどスマートフォン2のカメラで撮影するのに適した距離が70cm程度であるという事前試験から得られた知見による。なお、端末側農作物育成支援プログラムの起動時の画面上に、平均的に生育しているイネの上方70cm程度の位置にスマートフォン2を構えて写真撮影するように促すメッセージを表示させてもよい。続いて撮影部23は、スマートフォン2のカメラ機能を稼働させて、ユーザUによるシャッター操作により、水田のイネRを撮影する。   When the terminal-side crop cultivation support program installed in the smartphone 2 is activated by the user U, the imaging instruction unit 22 activates the camera function of the smartphone 2 and photographs the rice R of the paddy field F on the user U. Prompt. As shown in the left side of FIG. 1, it is preferable for the user U to take a picture from a height of about 70 cm from the upper end of the rice R while the user U is substantially horizontal in the paddy field. In consideration of the size of rice at the time of the first fertilization, this is a distance of about 70 cm that is suitable for photographing 4 or more (about 6 to 8) areas with the smartphone 2 camera. This is based on the knowledge obtained from the preliminary test. Note that a message that prompts the user to hold the smartphone 2 at a position about 70 cm above the average growing rice and take a picture may be displayed on the screen when the terminal-side crop cultivation support program is activated. Subsequently, the photographing unit 23 operates the camera function of the smartphone 2 and photographs the rice R of the paddy field by the shutter operation by the user U.

農作物指定指示部24は、撮影部23で撮影された写真画像をスマートフォン2の画面に表示させ、ユーザUに画像中のイネ4株(縦2株、横2株)を指定するように促す。このように4株に対応する点を、スマートフォン2のディスプレイ上で順次タップ操作により指定することを促すメッセージを画面表示させてもよい。4株に対応する4点が指定されると、指定画像記憶部25は、写真画像と共にこの4点の位置情報を記憶する。そして、記憶された情報は、ユーザUによる送信操作又は自動的に、通信部21によってサーバ1へと送信される。   The crop designation instruction unit 24 displays the photographic image photographed by the photographing unit 23 on the screen of the smartphone 2 and prompts the user U to designate four rice plants (two vertical and two horizontal) in the image. In this way, a message that prompts the user to designate points corresponding to the four stocks by sequentially tapping on the display of the smartphone 2 may be displayed on the screen. When four points corresponding to the four stocks are designated, the designated image storage unit 25 stores the position information of the four points together with the photographic image. Then, the stored information is transmitted to the server 1 by the communication unit 21 or automatically by the user U.

画面表示部26は、通信部21から受信した育成支援情報をスマートフォン2のディスプレイに画面表示させる。表示される情報には、さきほどユーザUが撮影した水田FのイネRの推定生育量と適切な穂肥量が含まれている。   The screen display unit 26 displays the development support information received from the communication unit 21 on the screen of the smartphone 2. The displayed information includes the estimated growth amount of rice R in paddy field F taken by the user U and the appropriate amount of panicle.

なお、サーバ1とスマートフォン2は、1対多の関係で農作物育成支援システムXを構成することができる。この場合、各スマートフォン2には固有の識別子を与えておき、サーバ1側で備えているデータベースから識別子ごとに蓄積された過去の生育実績を利用したり、新たに生成した育成支援情報を蓄積したりするなど、個別のユーザUごとに異なる関係式やモデル式を用いるようにすることができる。あるいはさらに、スマートフォン2ごとの識別子に当該スマートフォン2のユーザUが育成している複数種(又は複数品種)の農作物や圃場の情報をデータベース内でリンクさせておき、ユーザUがスマートフォン2からサーバ1へ写真画像を送信する際に、農作物の種類や品種や移植日(又は播種日)や圃場を指定すれば、サーバ1がそれに対応する情報を利用できるようにしてもよい。特に圃場についてはスマートフォン2の位置情報をスマートフォン2から自動的にサーバ1に送信すれば、サーバ1側で圃場を特定できるようにしてもよい。   The server 1 and the smartphone 2 can configure the crop cultivation support system X in a one-to-many relationship. In this case, each smartphone 2 is given a unique identifier, and the past growth results accumulated for each identifier from the database provided on the server 1 side are used, or newly generated breeding support information is accumulated. It is possible to use different relational expressions and model expressions for individual users U. Alternatively, the identifier of each smartphone 2 is linked to information on a plurality of types (or a plurality of types) of crops and fields cultivated by the user U of the smartphone 2 in the database. When transmitting a photographic image to the server 1, if the type, variety, transplanting date (or sowing date), or field of the crop is designated, the server 1 may be able to use the corresponding information. In particular, regarding the farm field, if the position information of the smartphone 2 is automatically transmitted from the smartphone 2 to the server 1, the farm field may be specified on the server 1 side.

次に、サーバ1にインストールされた農作物育成支援プログラム、スマートフォン2にインストールされた端末側農作物育成支援プログラムによる情報処理の流れを図3の情報処理工程図を参照しつつ説明する。まず、ユーザUがスマートフォン2の画面P1上で端末側農作物育成支援プログラム(アプリケーションプログラム、以下「アプリケーション」と略称する。)を示すアイコンICをタップ操作により起動する(St21(以下、各処理ステップは符号Stで示す。))。ここで図4に、同プログラム起動時の画面例を示す。同プログラムは名称「Rice Cam」アプリケーションとしてアイコンICと共に表示されている。同アプリケーションのプログラムにしたがって、スマートフォン2は、撮影指示部22がスマートフォン2のカメラ機能を稼働し(St22)、ユーザUに水田FのイネRを撮影する操作を行わせ、撮影部23により写真撮影を行い(St23)、撮影したイネRの画像をディスプレイに画面表示する(St24)。画面表示されたイネの画像を図5に示す。そして、農作物指定指示部24により、画面上の画像上の複数株(4株)をタッチ操作で指定するようにユーザUに促す(St25)。それに対してユーザUが、適切な株を選択して4株に対応する4点を順次画面タッチにより指定するが、指定された点mは画像上の位置情報として入力されることになり、同アプリケーションは4点mの入力を受け付ける(St26)。入力された点mは、図6に示す画面例では「×」印として表示される。また、4点mの全てがタッチ操作により入力されるまでの間は、同図に示す画面例のように、画面の一部(図示例では下端部)に、画像上の4株をタッチして指定するようにユーザUに促すメッセージが表示されるようにしてもよい。4株に対応する4点mが全て入力されると、入力完了をユーザUに決定させるためのメッセージ(図7に示す例では画面下端部の「OK」の表示)を表示し、ユーザUにより「OK」がタッチされると、指定画像記憶部25によって同アプリケーションはイネRの画像と共に4点mの位置情報を記憶する(St27)とともに、送信部21によって、4点mの位置情報を含む画像データをサーバ1へ送信する(St28)。   Next, the flow of information processing by the crop cultivation support program installed in the server 1 and the terminal side crop cultivation support program installed in the smartphone 2 will be described with reference to the information processing step diagram of FIG. First, the user U activates an icon IC indicating a terminal-side crop cultivation support program (application program, hereinafter abbreviated as “application”) on the screen P1 of the smartphone 2 by a tap operation (St21 (hereinafter, each processing step is described below). Indicated by the symbol St))). Here, FIG. 4 shows a screen example when the program is started. The program is displayed together with an icon IC as a name “Rice Cam” application. According to the program of the application, the smartphone 2 causes the shooting instruction unit 22 to operate the camera function of the smartphone 2 (St22), causes the user U to perform an operation of shooting the rice R of the paddy field F, and the shooting unit 23 takes a picture. (St23), and the captured image of rice R is displayed on the screen (St24). The rice image displayed on the screen is shown in FIG. Then, the crop designation instruction unit 24 prompts the user U to designate a plurality of stocks (4 stocks) on the image on the screen by a touch operation (St25). On the other hand, the user U selects an appropriate stock and designates four points corresponding to the four stocks sequentially by touching the screen, but the designated point m is input as position information on the image. The application receives an input of 4 points m (St26). The input point m is displayed as an “x” mark in the screen example shown in FIG. Also, until all 4 points m are input by touch operation, touch 4 shares on the image to a part of the screen (lower end in the example) as shown in the screen example in the figure. A message urging the user U to specify may be displayed. When all four points m corresponding to the four stocks have been input, a message (in the example shown in FIG. 7, “OK” at the bottom of the screen) is displayed for the user U to determine completion of input. When “OK” is touched, the designated image storage unit 25 stores the position information of 4 points m together with the rice R image (St27), and the transmission unit 21 includes the position information of 4 points m. The image data is transmitted to the server 1 (St28).

サーバ1では、農作物育成支援プログラム(以下、「プログラム」と略称する。)が稼働しており、まずはスマートフォン2から送信された画像データを通信部11が受信する(St11)。受信した画像データについては、指定された縦横2点ずつの合計4点mの位置指定が含まれており、サーバ1は解析領域特定部12によって、この4点の縦横をそれぞれ2倍した四角形の領域を解析領域として特定する(St12)。サーバ1に接続しているディスプレイに表示されるかどうかは問わないが、サーバ1において特定された解析領域ROIを画像として表示した場合の例を図8に示す。次にサーバ1は、ヒストグラム生成部13によって、解析領域ROI中の各画素(ピクセル)について、緑画素値(G)の2倍値から赤画素値(R)と青画素値(R)を減算した値(演算式“2G−R−B”)を輝度値として演算し(St13)、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とする解析領域ROI内のヒストグラムH1を生成する(St14)。生成されたヒストグラムH1の例を図9に示す。続けて、サーバ1は、閾値決定部14によって、ヒストグラムH1の形状に基づいて輝度値の閾値tを決定する(St15)。閾値tの決定に際しては、まず平滑化処理部141によって、ヒストグラムH1の各輝度値について、隣接する5つの輝度値に対する画素数の値を位相平均して平滑化処理を行う(St151)。平滑化されたヒストグラムH2の例を図10に示す。さらに、閾値設定部142によって、この平滑化されたヒストグラムH2の形状を解析し、左側から最初のピークAを超えて画素数の値が増加に転じる点Bを特定し、この点Bに対応する輝度値を閾値tとして設定する(St152)。   In the server 1, an agricultural product cultivation support program (hereinafter abbreviated as “program”) is running, and first, the communication unit 11 receives image data transmitted from the smartphone 2 (St 11). The received image data includes a total of four point m positions specified by two specified vertical and horizontal points, and the server 1 uses the analysis area specifying unit 12 to make a rectangular shape obtained by doubling the vertical and horizontal directions of the four points. An area is specified as an analysis area (St12). Regardless of whether it is displayed on the display connected to the server 1, an example in which the analysis region ROI specified in the server 1 is displayed as an image is shown in FIG. Next, the server 1 uses the histogram generation unit 13 to subtract the red pixel value (R) and the blue pixel value (R) from the double value of the green pixel value (G) for each pixel (pixel) in the analysis region ROI. The calculated value (calculation expression “2G-RB”) is calculated as a luminance value (St13), and a histogram H1 in the analysis region ROI having the vertical axis as the number of pixels and the horizontal axis as the luminance value is generated (St14). An example of the generated histogram H1 is shown in FIG. Subsequently, in the server 1, the threshold value determination unit 14 determines the threshold value t of the luminance value based on the shape of the histogram H1 (St15). When determining the threshold value t, first, the smoothing processing unit 141 performs a smoothing process on each luminance value of the histogram H1 by phase-averaging the values of the number of pixels with respect to five adjacent luminance values (St151). An example of the smoothed histogram H2 is shown in FIG. Further, the threshold setting unit 142 analyzes the shape of the smoothed histogram H2, identifies the point B where the value of the number of pixels starts to increase beyond the first peak A from the left side, and corresponds to this point B. The luminance value is set as the threshold value t (St152).

図11に示すヒストグラムH3のように、輝度値が閾値t以上であって左側から2つ目のピークCを含む領域がイネ特定領域、輝度値が閾値t未満の領域がイネ外領域として分別されるため、サーバ1は、二値化処理部15によって、イネ特定領域を白、イネ外領域を黒として解析領域ROIを二値化する(St16)。二値化された解析領域ROIを画像として表示した場合の例を図12に示す。さらに植被率算出部16によって、この二値化画像について、解析領域ROI内の全画素数に占めるイネ特定領域(白)の画素数の割合を、植被率として算出する(St17)。   As shown in the histogram H <b> 3 in FIG. 11, a region having a luminance value equal to or greater than the threshold value t and including the second peak C from the left is classified as a rice specific region, and a region having a luminance value less than the threshold value t is classified as a non-rice region. Therefore, the server 1 binarizes the analysis region ROI by using the binarization processing unit 15 with the rice specific region being white and the non-rice region being black (St16). FIG. 12 shows an example in which the binarized analysis region ROI is displayed as an image. Furthermore, the ratio of the number of pixels in the rice specific region (white) in the total number of pixels in the analysis region ROI is calculated as the planting rate by the planting rate calculation unit 16 (St17).

ここで、イネ(本実施形態では対象の水田におけるコシヒカリ)の植被率と生育量(実測生育量)の関係について、過去の生育実績の蓄積に基づいて図13に示すようなグラフが得られており、このグラフに基づいて、植被率と推定生育量の関係式“y=311.23x−71.561”(xは植被率、yは推定生育量。決定係数Rは0.8882と良好な値)が得られている。サーバ1には、少なくとも推定生育量算出部17においてこの関係式がプログラムされており、あるいは同図のようなグラフやその元データが蓄積されている。そこでサーバ1は、この関係式に先の処理工程(St17)で求めた植被率を与え、解析領域ROI内のイネの推定生育量を算出する(St18)。 Here, a graph as shown in FIG. 13 is obtained for the relationship between the planting coverage of rice (in this embodiment, Koshihikari in the target paddy field) and the growth amount (actual growth amount) based on the accumulation of past growth results. Based on this graph, the relational expression “y = 311.23x−71.561” (x is the planting rate, y is the estimated growth rate, and the determination coefficient R 2 is 0.8882, which is good, based on this graph. Value). In the server 1, at least the estimated growth amount calculation unit 17 is programmed with this relational expression, or a graph as shown in FIG. Therefore, the server 1 gives the planting rate obtained in the previous processing step (St17) to this relational expression, and calculates the estimated growth amount of rice in the analysis region ROI (St18).

また、イネの生育量に応じた穂肥量の関係は、過去の生育実績の蓄積に基づいて、図14に示すようなモデル式が得られており、施肥量算出部18がこのモデル式と先の処理工程(St19)で求めた推定生育量から、適した穂肥量(第1回目の穂肥量)を算出する。具体的な穂肥量の算出にあたっては、まず、モデル式4において、Xに推定生育量を代入すると、地上部窒素含有量Yが算出される。次に、モデル式1のXにモデル式4で得られた地上部窒素含有量を代入すると、イネの分化穎花数Yが算出される。さらに、モデル式2のYに目標籾数(例えば29千粒以上33千粒以下を目標とする場合は、この範囲から定めた数値)を代入し、X1にモデル式1で得られた分化穎花数を代入することで、1回目の穂肥窒素量X2が求められる。そして、モデル式3において、Yに目標タンパク値(例えば白米粗タンパク質含有量の目標値を6.0%以上6.5%以下とする場合は、この範囲から定めた数値)を代入し、X1にモデル式1で得られた分化穎花数をモデル式2で得られた籾数で割った値を代入すると、総穂肥窒素量X2が求められるが、この総穂肥窒素量X2から第2回目の穂肥窒素量(例えば固定値1.6Kg/10a)を差し引いた値が、第1回目の穂肥量(穂肥窒素量)として求められることになる。   Further, the relationship between the amount of panicle fertilizer according to the amount of rice grown is based on the accumulation of past growth results, and a model formula as shown in FIG. 14 is obtained. A suitable ear fertilizer amount (first ear fertilizer amount) is calculated from the estimated growth amount obtained in the previous processing step (St19). In calculating the specific panicle fertilizer amount, first, when the estimated growth amount is substituted into X in model formula 4, the above-ground nitrogen content Y is calculated. Next, when the above-ground nitrogen content obtained by model formula 4 is substituted for X of model formula 1, the number Y of differentiated spikelets of rice is calculated. Further, a target number (for example, a value determined from this range when 29 thousand or more and 33,000 or less is targeted) is substituted for Y of model formula 2, and the differentiated wrinkle obtained by model formula 1 is substituted for X1. By substituting the number of flowers, the first panicle nitrogen amount X2 is obtained. Then, in model formula 3, a target protein value (for example, a numerical value determined from this range when the target value of the crude rice protein content is 6.0% or more and 6.5% or less) is substituted for Y, and X1 Substituting the value obtained by dividing the number of differentiated spikelets obtained in model formula 1 by the number of spikelets obtained in model formula 2 yields the total panicle nitrogen amount X2. A value obtained by subtracting the second panicle nitrogen amount (for example, a fixed value 1.6 Kg / 10a) is obtained as the first panicle fertilizer amount (the panicle nitrogen amount).

サーバ1は、育成支援情報出力部19が、先の処理工程(St18、St19)で求められた推定生育量と施肥量とを含む情報を育成支援情報として、スマートフォン2のディスプレイに出力させる指令を出力し(St110)、この指令を、通信部11によって、イネの写真画像を送信してきた元のスマートフォン2に送信する(St111)。スマートフォン2では、通信部21でサーバ1から送信された指令を受信し(St29)、画面表示部26がディスプレイに育成支援情報を表示する(St210)。スマートフォン2のディスプレイに育成支援情報が「診断結果」として表示された画面P5の例を図15に示す。同図に示した画面では、育成支援情報Iとして、推定生育量(「生育量」と表記)Iaが70.2、穂肥量(第1回目の穂肥窒素量)Ibが1.6Kg/10aという情報の他に、関連する情報Icが表示され、ユーザUに提供された例を示している。この例では、関連する情報Icには、穂肥量(穂肥窒素量)Ibを、一般的な肥料(例えば、商品名「NKC−12号」、「穂肥484」)の施用量に換算した数値も表示するようにしている。   The server 1 instructs the growth support information output unit 19 to output information including the estimated growth amount and fertilization amount obtained in the previous processing step (St18, St19) on the display of the smartphone 2 as the growth support information. This is output (St110), and this command is transmitted by the communication unit 11 to the original smartphone 2 that has transmitted the rice photographic image (St111). In the smartphone 2, the command transmitted from the server 1 is received by the communication unit 21 (St29), and the screen display unit 26 displays the breeding support information on the display (St210). FIG. 15 shows an example of a screen P5 on which the growth support information is displayed as “diagnosis result” on the display of the smartphone 2. In the screen shown in the figure, as the growth support information I, the estimated growth amount (expressed as “growth amount”) Ia is 70.2, and the panicle fertilizer amount (the first panicle nitrogen amount) Ib is 1.6 kg / In addition to the information 10a, related information Ic is displayed, and an example in which the user U is provided is shown. In this example, the related information Ic is converted into an application amount of a common fertilizer (for example, trade names “NKC-12”, “Hoju 484”). The numerical values that have been set are also displayed.

この農作物育成支援システムXの実証試験では、スマートフォン2からイネの画像をサーバ1に送信してから育成支援情報が表示されるまで、数秒という短時間であった。スマートフォン2でアプリケーションを起動し、水田FでイネRを撮影し、4株を指定する時間を加味しても、1分乃至数分もあれば、水田FにおけるイネRの生育状態と、望ましい穂肥量を把握することができる。これにより、本実施形態を利用すれば、営農者が水田に居ながらにして、即座に適切な穂肥量を把握し、迅速に施肥を行うことが可能となる。したがって、経験や勘に頼らなくてもイネを適切に育成し、高品質なコメの収穫を期待することができるため、営農者の収入向上にも寄与することができ、経験の浅い営農者にも非常に有用なツールとして提供することができる。   In the demonstration test of this crop cultivation support system X, it was a short time of several seconds from when the image of rice was transmitted from the smartphone 2 to the server 1 until the cultivation support information was displayed. Even if the application is started on the smartphone 2, the rice R is photographed in the paddy field F, and the time for specifying the four stocks is taken into consideration, the growth state of the rice R in the paddy field F and the desirable ear are required. You can grasp the fertilizer. Thereby, if this embodiment is utilized, it will become possible for a farmer to grasp | ascertain an appropriate amount of ear fertilization immediately and to fertilize quickly, while staying in a paddy field. Therefore, rice can be properly cultivated and high-quality rice harvest can be expected without relying on experience and intuition, which can contribute to increasing farmers' income, and helps inexperienced farmers Can also be provided as a very useful tool.

なお、本発明は、上述した実施形態に限られない。例えば、サーバ1と通信することなく、全ての処理をスマートフォン2で行うようにすることも可能である。その場合、スマートフォン2にインストールされる農作物育成支援プログラム(アプリケーションプログラム)として、上記の実施形態のサーバ1とスマートフォン2の通信部11,21を除く全ての機能、すなわち、図16に示すように、撮影指示部201、撮影部202、農作物指定指示部203、指定画像記憶部204、解析領域特定部205、ヒストグラム生成部206、閾値決定部207(平滑化処理部2071、閾値設定部2072)、二値化処理部208、植被率算出部209、推定生育量算出部210、施肥量算出部211、育成支援情報出力部212、画面表示部213として機能させる処理工程を含ませるようにすればよい。各部の機能は、同一名称の上記実施形態における各部の機能と同等である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, it is possible to perform all processing on the smartphone 2 without communicating with the server 1. In that case, as a crop cultivation support program (application program) installed in the smartphone 2, all the functions except the server 1 and the communication units 11 and 21 of the smartphone 2, that is, as shown in FIG. Imaging instruction unit 201, imaging unit 202, crop designation instruction unit 203, designated image storage unit 204, analysis region specifying unit 205, histogram generation unit 206, threshold value determination unit 207 (smoothing processing unit 2071, threshold value setting unit 2072), two What is necessary is just to make it include the process process which functions as the value processing part 208, the planting rate calculation part 209, the estimated growth amount calculation part 210, the fertilization amount calculation part 211, the growth support information output part 212, and the screen display part 213. The function of each part is equivalent to the function of each part in the above-described embodiment having the same name.

また、上記実施形態では、対象の水田における特定品種(コシヒカリ)のイネの育成支援システムXについて説明したが、他の圃場、他の品種や他の農作物に本発明の農作物育成支援装置やそのプログラム、システムを適用してもよく、適用対象に応じて推定生育量算出のための関係式や、施肥量算出のためのモデル式を適宜変更すればよい。このように本発明は、上記実施形態以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができるものである。   In the above embodiment, the rice breeding support system X of the specific variety (Koshihikari) in the target paddy field has been described. However, the crop cultivation support device and the program thereof according to the present invention are applied to other fields, other varieties, and other crops. The system may be applied, and the relational expression for calculating the estimated growth amount and the model expression for calculating the fertilization amount may be appropriately changed according to the application target. As described above, the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention other than the above-described embodiment.

本発明は、稲作等の圃場での農作物の栽培に関して、広く普及しているスマートフォンやタブレット端末又はノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種であるモバイル端末を活用することにより、経験や勘に頼ることなく生育状況と必要な施肥量を営農者に提供することで、農作物の安定した栽培と品質向上のために利用することができる。 The present invention relates to experience and intuition by utilizing a mobile terminal that is one of a wide variety of smartphones , tablet terminals, and notebook personal computers that are widely used for the cultivation of crops in fields such as rice farming. By providing the farmers with the growth status and the amount of fertilization required, they can be used for stable cultivation and quality improvement of crops.

1…サーバ(農作物育成支援装置)
2…スマートフォン(モバイル端末)
12…解析領域特定部
13…ヒストグラム生成部
14…閾値決定部
141…平滑化処理部
142…閾値設定部
15…二値化処理部
16…植被率算出部
17…推定生育量算出部
18…施肥量算出部
19…育成支援情報出力部
22…撮影指示部
23…撮影部
24…農作物指定指示部
25…指定画像記憶部
26…画面表示部
F…水田(圃場)
R…イネ(農作物)
1 ... Server (agricultural crop cultivation support device)
2. Smartphone (mobile terminal)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Analysis area | region specific part 13 ... Histogram generation part 14 ... Threshold value determination part 141 ... Smoothing process part 142 ... Threshold value setting part 15 ... Binarization process part 16 ... Planting rate calculation part 17 ... Estimated growth amount calculation part 18 ... Fertilization Amount calculation unit 19 ... Growth support information output unit 22 ... Shooting instruction unit 23 ... Shooting unit 24 ... Agricultural product designation instruction unit 25 ... Specified image storage unit 26 ... Screen display unit F ... Paddy field (field)
R ... Rice (crop)

Claims (14)

圃場に整列して作付けられ生育途中にある農作物の育成支援を行う処理を行うコンピュータ装置により構成される農作物育成支援装置であって、
スマートフォン、タブレット端末又はノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種であるモバイル端末のみを使用し、前記圃場に立ったユーザにより所定の高さから当該モバイル端末のカメラ機能で撮影された前記圃場の画像上における前記農作物の複数の株に対応して指定された複数点に基づき、画像解析を行うべき領域を特定する解析領域特定部と、
前記解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
前記ヒストグラムの形状に基づいて、前記解析領域中に前記農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する閾値決定部と、
前記ヒストグラムを、前記閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、前記閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、前記解析領域の画像を二値化する二値化処理部と、
前記解析領域における前記農作物特定領域の占める割合を前記農作物の植被率として算出する植被率算出部と、
前記農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、前記植被率演算部で算出された植被率から推定生育量を算出する推定生育量算出部と、
前記農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて、前記推定生育量から前記農作物に対する施肥量を算出する施肥量算出部と、
前記農作物の前記推定生育量と前記施肥量とを含む育成支援情報を前記モバイル端末のディスプレイに出力させる育成支援情報出力部と
を有することを特徴とする農作物育成支援装置。
A crop growth support device configured by a computer device that performs processing for supporting the cultivation of crops that are planted in line with the farm and are growing.
Using only a mobile terminal selected from a smartphone, a tablet terminal, or a laptop personal computer, the field of the field imaged by the camera function of the mobile terminal from a predetermined height by a user standing in the field Based on a plurality of points designated corresponding to a plurality of the crops on the image, an analysis region specifying unit for specifying a region to be subjected to image analysis,
For each pixel in the analysis area, a value obtained by subtracting the red pixel value and the blue pixel value from the double value of the green pixel value is calculated as a luminance value, the vertical axis is the number of pixels, and the horizontal axis is the luminance value. A histogram generator for generating a histogram;
Based on the shape of the histogram, a threshold value determination unit that determines a threshold value of a luminance value indicating an area in which the crop is recorded in the analysis area;
A binarization processing unit that divides the histogram into a crop specific region that has a luminance value equal to or higher than the threshold and a crop outside region that has a luminance value lower than the threshold, and binarizes the image of the analysis region;
A vegetation rate calculating unit for calculating a ratio of the crop specific region in the analysis region as a vegetation coverage rate of the crop;
Based on the relational expression between the vegetation coverage and the estimated growth obtained from the past growth record of the crop, an estimated growth calculation unit that calculates the estimated growth from the vegetation coverage calculated by the vegetation coverage calculation unit;
Based on a model formula indicating the relationship between the amount of growth and the amount of fertilization obtained from the past growth record of the crop, a fertilization amount calculation unit that calculates the fertilization amount for the crop from the estimated growth amount;
A crop growth support apparatus, comprising: a growth support information output unit that outputs the growth support information including the estimated growth amount and the fertilization amount of the crop to the display of the mobile terminal.
前記解析領域特定部は、前記モバイル端末のカメラ機能で撮影された前記圃場の画像上における前記農作物のうち、縦方向に隣接する2株と横方向に隣接する2株の合計4株に対応して指定された4点により形成される四角形の領域に基づいて、画像解析を行うべき領域を特定するものである
請求項1に記載の農作物育成支援装置。
The analysis area specifying unit corresponds to a total of four shares of two crops adjacent in the vertical direction and two strains adjacent in the horizontal direction among the crops on the field image captured by the camera function of the mobile terminal. The crop cultivation support device according to claim 1, wherein a region to be subjected to image analysis is specified based on a quadrangular region formed by four points specified in the above.
前記解析領域特定部は、前記四角形の領域を縦方向及び横方向に2倍した領域を、画像解析を行う領域として特定するものである
請求項2に記載の農作物育成支援装置。
The crop cultivation support device according to claim 2, wherein the analysis region specifying unit specifies a region obtained by doubling the quadrangular region in the vertical direction and the horizontal direction as a region for performing image analysis.
前記閾値決定部は、前記ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムを平滑化する平滑化処理部と、
当該平滑化処理部で平滑化されたヒストグラムについて、横軸の輝度値が小さい側から最初の画素数のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を前記閾値とする閾値設定部と
を有している請求項1乃至3の何れかに記載の農作物育成支援装置。
The threshold value determination unit is a smoothing processing unit that smoothes the histogram generated by the histogram generation unit;
About the histogram smoothed by the smoothing processing unit, a threshold value setting unit that uses the luminance value at the point where the number of pixels first increases after exceeding the peak of the first number of pixels from the side where the luminance value on the horizontal axis is small as the threshold value; The crop cultivation support device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
コンピュータを、圃場に整列して作付けられ生育途中にある農作物の育成支援を行う農作物育成支援装置として実行させるソフトウェアプログラムであって、
スマートフォン、タブレット端末又はノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種であるモバイル端末のみを使用し、前記圃場に立ったユーザにより所定の高さから当該モバイル端末モバイル端末のカメラ機能で撮影された前記圃場の画像上における前記農作物の複数の株に対応して指定された複数点に基づき、画像解析を行うべき領域を特定する解析領域特定ステップと、
前記解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、
前記ヒストグラムの形状に基づいて、前記解析領域中に前記農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する閾値決定ステップと、
前記ヒストグラムを、前記閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、前記閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、前記解析領域の画像を二値化する二値化処理ステップと、
前記解析領域における前記農作物特定領域の占める割合を前記農作物の植被率として算出する植被率算出ステップと、
前記農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、前記植被率演算ステップで算出された植被率から推定生育量を算出する推定生育量算出ステップと、
前記農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて、前記推定生育量から前記農作物に対する施肥量を算出する施肥量算出ステップと、
前記農作物の前記推定生育量と前記施肥量とを含む育成支援情報を前記モバイル端末のディスプレイに出力させる育成支援情報出力ステップと
を含むことを特徴とする農作物育成支援プログラム。
A computer program that executes a computer as a crop cultivation support device that supports cultivation of a crop that is planted in line with a farm and is growing.
Using only a mobile terminal that is selected from one of a smartphone, a tablet terminal, and a notebook personal computer , and taken by the user standing in the field with a camera function of the mobile terminal mobile terminal from a predetermined height An analysis region specifying step for specifying a region to be subjected to image analysis based on a plurality of points designated corresponding to a plurality of stocks of the crop on a field image;
For each pixel in the analysis area, a value obtained by subtracting the red pixel value and the blue pixel value from the double value of the green pixel value is calculated as a luminance value, the vertical axis is the number of pixels, and the horizontal axis is the luminance value. A histogram generation step for generating a histogram;
A threshold value determining step for determining a threshold value of a luminance value indicating an area in which the crop is recorded in the analysis area based on the shape of the histogram;
A binarization processing step for dividing the histogram into a crop specific region having a luminance value equal to or higher than the threshold and a crop outside region having a luminance value lower than the threshold, and binarizing the image of the analysis region;
A vegetation cover ratio calculating step of calculating a ratio of the crop specific area in the analysis area as a vegetation cover ratio of the crop;
Based on the relational expression between the vegetation cover rate obtained from the past growth record of the crop and the estimated growth amount, an estimated growth amount calculating step for calculating the estimated growth amount from the vegetation cover ratio calculated in the vegetation cover rate calculating step;
Based on a model formula showing the relationship between the amount of growth and the amount of fertilization obtained from the past growth record of the crop, a fertilization amount calculating step for calculating the fertilization amount for the crop from the estimated growth amount;
A crop cultivation support program, comprising: a cultivation support information output step for outputting the cultivation support information including the estimated growth amount and the fertilization amount of the crop on a display of the mobile terminal.
前記解析領域特定ステップは、前記モバイル端末のカメラ機能で撮影された前記圃場の画像上における前記農作物のうち、縦方向に隣接する2株と横方向に隣接する2株の合計4株に対応して指定された4点により形成される四角形の領域に基づいて、画像解析を行うべき領域を特定する処理を行うものである
請求項5に記載の農作物育成支援プログラム。
The analysis region specifying step corresponds to a total of four stocks of two crops adjacent in the vertical direction and two strains adjacent in the horizontal direction among the crops on the field image taken by the camera function of the mobile terminal. The crop cultivation support program according to claim 5, wherein processing for specifying a region to be subjected to image analysis is performed based on a quadrangular region formed by four points designated in the above.
前記解析領域特定ステップは、前記四角形の領域を縦方向及び横方向に2倍した領域を、画像解析を行う領域として特定する処理を行うものである
請求項6に記載の農作物育成支援プログラム。
The crop cultivation support program according to claim 6, wherein the analysis region specifying step performs a process of specifying a region obtained by doubling the quadrangular region in the vertical direction and the horizontal direction as a region for image analysis.
前記閾値決定ステップは、前記ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムを平滑化する平滑化処理サブステップと、
当該平滑化処理部で平滑化されたヒストグラムについて、横軸の輝度値が小さい側から最初の画素数のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を前記閾値とする閾値設定サブステップと
を含むものである請求項5乃至7の何れかに記載の農作物育成支援プログラム。
The threshold value determining step includes a smoothing processing sub-step for smoothing the histogram generated by the histogram generation unit;
For the histogram smoothed by the smoothing processing unit, a threshold value setting sub-step in which the threshold value is the luminance value at which the number of pixels first increases after exceeding the peak of the first pixel number from the side where the luminance value on the horizontal axis is small The crop cultivation support program according to any one of claims 5 to 7.
前記モバイル端末から送信された前記複数の点が指定された画像データを受信するとともに、前記育成支援情報出力ステップにより出力された前記育成支援情報を前記モバイル端末の画面に表示するように当該モバイル端末に送信する第1通信ステップを
さらに含む請求項5乃至8の何れかに記載の農作物育成支援プログラム。
The mobile terminal is configured to receive the image data designated by the plurality of points transmitted from the mobile terminal and to display the training support information output in the training support information output step on a screen of the mobile terminal. The crop cultivation support program according to any one of claims 5 to 8, further comprising a first communication step to be transmitted to.
請求項9に記載の農作物育成支援プログラムを実行するコンピュータと情報通信可能な前記モバイル端末を実行させるソフトウェアプログラムであって、
前記モバイル端末のみを使用し、前記圃場に立ったユーザにより所定の高さから当該モバイル端末のカメラ機能によって前記圃場の農作物を撮影することを促す撮影指示ステップと、
前記撮影指示ステップで撮影された画像を当該モバイル端末のディスプレイに表示させるとともに、当該画像上において前記農作物の前記複数の株を指定することを促す農作物指定指示ステップと、
前記農作物指定指示ステップで指定された前記農作物の複数の株に対応する点を含む画像を記憶する指定画像記憶ステップと、
前記指定画像記憶ステップで記憶された画像を前記コンピュータに送信するとともに、当該コンピュータの第1通信ステップにより出力された前記育成支援情報を受信する第2通信ステップと、
前記第2通信ステップで受信した前記育成支援情報を当該モバイル端末のディスプレイに画面表示させる画面表示ステップと
を有している端末側農作物育成支援プログラム。
A software program for executing the mobile terminal capable of information communication with a computer executing the crop cultivation support program according to claim 9,
An imaging instruction step that uses only the mobile terminal and urges a user standing on the field to shoot crops in the field by a camera function of the mobile terminal from a predetermined height ;
A crop designation instruction step for causing the image taken in the photographing instruction step to be displayed on the display of the mobile terminal and for urging to designate the plurality of stocks of the crop on the image;
A designated image storage step for storing an image including points corresponding to a plurality of stocks of the crop designated in the crop designation instruction step;
A second communication step of transmitting the image stored in the designated image storage step to the computer and receiving the training support information output by the first communication step of the computer;
A terminal-side crop cultivation support program comprising: a screen display step for causing the mobile terminal display to display the cultivation support information received in the second communication step.
スマートフォン、タブレット端末又はノート型パーソナルコンピュータから選択される何れか一種であるモバイル端末を、圃場に整列して作付けられ生育途中にある農作物の育成支援を行う農作物育成支援装置として実行させるソフトウェアプログラムであって、
前記モバイル端末のみを使用し、前記圃場に立ったユーザにより所定の高さから当該モバイル端末のカメラ機能によって前記圃場の農作物を撮影することを促す撮影指示ステップと、
前記撮影指示ステップで撮影された画像を当該モバイル端末のディスプレイに表示させるとともに、当該画像上において前記農作物の前記複数の株を指定することを促す農作物指定指示ステップと、
前記農作物指定指示ステップで指定された前記農作物の複数の株に対応する点を含む画像を記憶する指定画像記憶ステップと、
前記指定画像記憶ステップで記憶された画像上において、前記農作物の複数の株に対応して指定された複数点に基づき、画像解析を行うべき領域を特定する解析領域特定ステップと、
前記解析領域中の各画素に対して、緑画素値の2倍値から赤画素値と青画素値を減算した値を輝度値として演算し、縦軸を画素数とし横軸を輝度値とするヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、
前記ヒストグラムの形状に基づいて、前記解析領域中に前記農作物が記録された領域を示す輝度値の閾値を決定する閾値決定ステップと、
前記ヒストグラムを、前記閾値以上の輝度値となる農作物特定領域と、前記閾値未満の輝度値となる農作物外領域とに分け、前記解析領域の画像を二値化する二値化処理部と、
前記解析領域における前記農作物特定領域の占める割合を前記農作物の植被率として算出する植被率算出ステップと、
前記農作物の過去の生育実績から得られた植被率と推定生育量との関係式に基づいて、前記植被率演算ステップで算出された植被率から推定生育量を算出する推定生育量算出ステップと、
前記農作物の過去の生育実績から得られた生育量と施肥量の関係を示すモデル式に基づいて、前記推定生育量から前記農作物に対する施肥量を算出する施肥量算出ステップと、
前記農作物の前記推定生育量と前記施肥量とを含む育成支援情報を前記モバイル端末のディスプレイに出力させる育成支援情報出力ステップと、
前記育成支援情報出力ステップで出力された前記育成支援情報を当該モバイル端末のディスプレイに画面表示させる画面表示ステップと
を含むことを特徴とする農作物育成支援プログラム。
A software program that executes a mobile terminal, which is one of a smartphone, a tablet terminal, and a notebook personal computer, as a crop cultivation support device that supports cultivation of crops that are planted in the field and are growing. And
An imaging instruction step that uses only the mobile terminal and urges a user standing on the field to shoot crops in the field by a camera function of the mobile terminal from a predetermined height ;
A crop designation instruction step for causing the image taken in the photographing instruction step to be displayed on the display of the mobile terminal and for urging to designate the plurality of stocks of the crop on the image;
A designated image storage step for storing an image including points corresponding to a plurality of stocks of the crop designated in the crop designation instruction step;
On the image stored in the designated image storage step, based on a plurality of points designated corresponding to a plurality of stocks of the crop, an analysis region identifying step for identifying a region to be subjected to image analysis,
For each pixel in the analysis area, a value obtained by subtracting the red pixel value and the blue pixel value from the double value of the green pixel value is calculated as a luminance value, the vertical axis is the number of pixels, and the horizontal axis is the luminance value. A histogram generation step for generating a histogram;
A threshold value determining step for determining a threshold value of a luminance value indicating an area in which the crop is recorded in the analysis area based on the shape of the histogram;
A binarization processing unit that divides the histogram into a crop specific region that has a luminance value equal to or higher than the threshold and a crop outside region that has a luminance value lower than the threshold, and binarizes the image of the analysis region;
A vegetation cover ratio calculating step of calculating a ratio of the crop specific area in the analysis area as a vegetation cover ratio of the crop;
Based on the relational expression between the vegetation cover rate obtained from the past growth record of the crop and the estimated growth amount, an estimated growth amount calculating step for calculating the estimated growth amount from the vegetation cover ratio calculated in the vegetation cover rate calculating step;
Based on a model formula showing the relationship between the amount of growth and the amount of fertilization obtained from the past growth record of the crop, a fertilization amount calculating step for calculating the fertilization amount for the crop from the estimated growth amount;
A growth support information output step for outputting the growth support information including the estimated growth amount and the fertilization amount of the crop to the display of the mobile terminal,
And a screen display step for displaying the growth support information output in the growth support information output step on a display of the mobile terminal.
前記解析領域特定ステップは、前記モバイル端末のカメラ機能で撮影された前記圃場の画像上における前記農作物のうち、縦方向に隣接する2株と横方向に隣接する2株の合計4株に対応して指定された4点により形成される四角形の領域に基づいて、画像解析を行うべき領域を特定する処理を行うものである
請求項11に記載の農作物育成支援プログラム。
The analysis region specifying step corresponds to a total of four stocks of two crops adjacent in the vertical direction and two strains adjacent in the horizontal direction among the crops on the field image taken by the camera function of the mobile terminal. The crop cultivation support program according to claim 11, wherein a process for specifying a region to be subjected to image analysis is performed based on a quadrangular region formed by four points designated in the above.
前記解析領域特定ステップは、前記四角形の領域を縦方向及び横方向に2倍した領域を、画像解析を行う領域として特定する処理を行うものである
請求項12に記載の農作物育成支援プログラム。
13. The crop cultivation support program according to claim 12, wherein the analysis region specifying step performs a process of specifying a region obtained by doubling the quadrangular region in the vertical direction and the horizontal direction as a region for image analysis.
前記閾値決定ステップは、前記ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムを平滑化する平滑化処理サブステップと、
当該平滑化処理部で平滑化されたヒストグラムについて、横軸の輝度値が小さい側から最初の画素数のピークを越えて初めて画素数が増加する点の輝度値を前記閾値とする閾値設定サブステップと
を含むものである請求項11乃至13の何れかに記載の農作物育成支援プログラム。
The threshold value determining step includes a smoothing processing sub-step for smoothing the histogram generated by the histogram generation unit;
For the histogram smoothed by the smoothing processing unit, a threshold value setting sub-step in which the threshold value is the luminance value at which the number of pixels first increases after exceeding the peak of the first pixel number from the side where the luminance value on the horizontal axis is small The crop cultivation support program according to any one of claims 11 to 13, comprising:
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