JPWO2012073520A1 - 葉面積指数計測システム、装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、計測対象の植物に対して撮影手段とは反対側、または計測対象の植物の位置に配置された光源と、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出手段と、強度算出手段が算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出手段とを備えたことを特徴とする。

Description

本発明は、葉面積指数を計測する葉面積指数計測システム、葉面積指数計測装置、葉面積指数計測方法及び葉面積指数計測用プログラムに関する。

葉面積指数（以下、ＬＡＩ：Ｌｅａｆ Ａｒｅａ Ｉｎｄｅｘ）は、農耕地や森林内の植物群落等における単位面積あたりのある方向（例えば、垂直方向）に重なる葉の面積の総和をあらわす。ＬＡＩは、施設栽培等において、植物の生育や栽培状況を把握するための一指標として用いられている。

ＬＡＩを計測する方法として、例えば、照度センサを用いて間接的に計測する方法が提案されている。この方法では、例えば、植物群落内の上方と下方とで照度を計測し、計測したそれらの照度に基づいてＬＡＩを推定する。

また、これに関連する技術として、例えば、特許文献１には、ＬＡＩの間接計測方法が記載されている。

特許文献１に記載された方法では、間接計測システムは、広角レンズおよび電子式撮像素子を用いて、近赤外光と赤色光とのそれぞれについて、所定領域の画像を撮影する。次いで、間接計測システムは、所定領域を細分した細分領域ごとに、近赤外光と赤色光とのそれぞれについて、輝度値を求める。そして、間接計測システムは、詳細領域ごとの近赤外光と赤色光との輝度値比を求め、輝度値比に基づいて相対日射量を推定し、相対日射量から葉面積指数を求める。

特開２００７−１７１０３３号公報

しかし、照度センサを用いて間接的にＬＡＩを計測する場合、群落構造における複数箇所のＬＡＩを把握するためには、高価な照度センサが必要になるとともに、照度センサを移動させながら複数回計測する作業が必要となる。すなわち、高コストで多大な労力が必要となる。

また、特許文献１に記載された方法では、間接計測システムは、照度センサに代えて電子式撮像素子を用いることによって、ある程度コストを低減することができる。しかし、太陽光を利用しているため、光源からの光の照射方向を自由に制御することができず、相対日射量を計測可能な方向が制限される。すなわち、特許文献１に記載された方法では、葉面積指数を求めることができる箇所や方向が制限されることとなる。

そこで、本発明は、計測箇所や方向の制限を受けることなく、低コストで、かつ簡易に葉面積指数を自動的に計測することができる葉面積指数計測システム、葉面積指数計測装置、葉面積指数計測方法および葉面積指数計測用プログラムを提供することを目的とする。

本発明による葉面積指数計測システムは、計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、計測対象の植物に対して撮影手段とは反対側、または計測対象の植物の位置に配置された光源と、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出手段と、強度算出手段が算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出手段とを備えたことを特徴とする。

本発明による葉面積指数計測装置は、計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、計測対象の植物に対して撮影手段とは反対側、または計測対象の植物の位置に配置された光源とを備えた葉面積指数計測システムにおける、葉面積指数を計測する葉面積指数計測装置であって、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出手段と、強度算出手段が算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出手段とを備えたことを特徴とする。

本発明による葉面積指数計測方法は、計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段が設けられ、計測対象の植物に対して撮影手段とは反対側、または計測対象の植物の位置に配置された光源が設けられ、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源が発光したときの光の強度を算出し、算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出することを特徴とする。

本発明による葉面積指数計測プログラムは、計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、計測対象の植物に対して撮影手段とは反対側、または計測対象の植物の位置に配置された光源とを備えた葉面積指数計測システムにおける、葉面積指数を計測するための葉面積指数計測用プログラムであって、コンピュータに、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出処理と、算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出処理とを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、計測箇所や方向の制限を受けることなく、低コストで、かつ簡易に葉面積指数を自動的に計測することができる。

本発明によるＬＡＩ計測システムを用いた計測系を植物群落に対して正面側から見た正面図である。 ＬＡＩ計測システムの構成の一例を示すブロック図である。 ＬＡＩ計測システムを用いＬＡＩを計測する動作の一例を示すフローチャートである。 ＬＡＩ計測システムの最小の構成例を示すブロック図である。 ＥＶ値をＬＡＩに変換するためのテーブルの一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明によるＬＡＩ計測システム（葉面積指数計測システム）を用いた計測系を植物群落に対して正面側から見た正面図である。図１に示すように、本実施形態では、植物群落３０は、農作物用の植物が一列に配置された一群の植物群であるものであるとする。なお、図１には、植物群落３０をある断面で切断した断面図を示されているが、植物群落３０は、奥行き方向（図１で見て正面に対して奥に向かっていく方向。以下、長手方向ともいう。）に植物が１列に配列された一群の植物群である。

図１に示すように、本実施形態では、「垂直方向」や「水平方向」という表現も用いられるが、図２に示すように、「垂直方向」は、地面に対して垂直な方向を指す。「水平方向」は、地面に対して水平な方向を指す。

なお、本実施形態では、田畑やビニールハウス等の農耕地内の農作物（例えば、トマトやキュウリ）用の植物群落のＬＡＩを計測する用途にＬＡＩ計測システムが適用される場合を例にする。しかし、本実施形態の例にかぎらず、例えば、森林内の樹木の群落のＬＡＩを計測する用途にＬＡＩ計測システムを適用してもよい。

図１に示すように、本実施形態では、植物群落３０内に複数の光源１０が配置され、植物群落３０の上部には、植物群落３０を撮影するカメラ２０が配置されている。

光源１０は、具体的には、所定波長の光を照射可能なランプやＬＥＤによって実現される。なお、図１に示す例では、８つの光源１０が配置されている（図１に示すように、１つの植物群落３０あたり垂直方向に４つの光源１０が配置されている）。しかし、配置可能な光源１０の数は、本実施形態の例にかぎられない。例えば、光源１０が１個だけでも、１０個以上配置（１つの植物群落３０あたり垂直方向に光源１０を５個以上配置）されてもよい。

カメラ２０は、具体的には、モノクロ画像またはカラー画像を撮影可能なデジタルカメラ等の撮影装置によって実現される。なお、カメラ２０は、モノクロ画像またはカラー画像を撮影可能なものであれば、静止画像を撮影するものにかぎらず、例えば、動画像を撮影可能なビデオカメラによって実現されてもよい。図１に示すように、カメラ２０は、植物群落３０方向を撮影し、撮影画像を後述するＬＡＩ計測装置４０（図１において図示せず）に出力する機能を備えている。また、本実施形態では、垂直方向で見た場合の植物群落３０内での葉の重なり具合を把握するため、図１に示すように、カメラ２０を植物群落３０の上方に配置して、垂直方向のＬＡＩを計測する。

なお、図１には、１つのカメラ２０が配置される例を示しているが、配置されるカメラ２０の数は、本実施形態の例にかぎられない。例えば、カメラ２０が２つ以上配置されていてもよい。すなわち、最低限、植物群落３０方向を撮影可能に１つのカメラ２０が配置されていればよい。

また、本実施形態では、垂直方向のＬＡＩの計測を行うため、図１に示すように、植物群落３０のほぼ真上にカメラ２０が配置されている。しかし、本実施形態の例にかぎらず、垂直方向のＬＡＩを計測可能な位置であれば、植物群落３０から斜め上方にカメラ２０が配置されていてもよい。また、そのようにカメラ２０が配置される場合、各光源１０が植物群落３０内に配置されるのではなく、植物群落３０に対してカメラ２０とは反対側に植物群落３０とは少しずらした位置に各光源１０が配置される（すなわち、各光源１０とカメラ２０とで植物群落３０を挟み込むような位置関係で配置する）ようにしてもよい。すなわち、垂直方向のＬＡＩを測定可能に光源１０とカメラ２０との間に高低差があるように配置されていればよい。

また、図１には、植物群落３０内の１箇所に垂直方向に向かって４つの光源１０を配置して計測を行う例が示されているが、植物群落３０内の長手方向に所定間隔（例えば、５０ｃｍ間隔）で同様に垂直方向に４つずつ光源１０を配置（すなわち、長手方向の側から見たときに光源を格子状に配置）して計測を行ってもよい。そのようにすれば、ＬＡＩ計測システムは、植物群落３０の長手方向に対するＬＡＩの分布状況も計測することができる。

また、垂直方向のＬＡＩを計測するのではなく、水平方向のＬＡＩの計測を行うために、植物群落３０を水平方向から撮影するようにカメラ２０が配置されていてもよい。また、この場合には、光源１０が植物群落３０内に配置されるのではなく、植物群落３０を挟み込むように一方の側に複数の光源１０が配置され、植物群落４０に対して光源１０とは反対側にカメラ２０が配置されるようにしてもよい。

図２は、ＬＡＩ計測システムの構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、ＬＡＩ計測システムは、図１に示した光源１０を撮影するカメラ２０に加えて、ＬＡＩ計測装置４０を含む。また、図２に示すように、カメラ２０が出力する撮影画像は、ＬＡＩ計測装置４０に出力される。なお、ＬＡＩ計測装置４０は、具体的には、プログラムに従って動作するパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって実現される。図２に示すように、ＬＡＩ計測装置４０は、画像分析手段４１、データベース４２、ＬＡＩ算出手段４３、及びＬＡＩ出力手段４４を含む。

画像分析手段４１は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵによって実現される。画像分析手段４１は、カメラ２０から入力した撮影画像の輝度値を算出する機能を備えている。なお、画像分析手段４１は、カメラ２０から入力した撮影画像全体の輝度値を求めてもよいし、カメラ２０から入力した撮影画像全体から部分画像を抽出し、抽出した部分画像の輝度値を求めてもよい。例えば、画像分析手段４１は、撮影画像中の発光している光源１０が写っている箇所を特定し、特定した箇所を含む部分画像を抽出し、抽出した部分画像の輝度値を求めてもよい。本実施形態では、光源１０を順番に発光させ、画像分析手段４１は、植物群落３０から漏れ出る光の強度（例えば、輝度や照度）を求める。

また、画像分析手段４１は、求めた輝度値を照度に変換する機能を備えている。本実施形態では、画像分析手段４１は、後述するデータベース４２が記憶する照度変換テーブルから、画像分析手段４１が算出した輝度値に対応する照度を抽出することによって、照度を求める。

データベース４２は、具体的には、磁気ディスク装置や光ディスク装置等の記憶装置によって実現される。本実施形態では、データベース４２は、輝度値を照度に変換するための照度変換テーブルを記憶する。具体的には、データベース４２が記憶する照度変換テーブルは、輝度値と照度とを対応付けて含む。なお、データベース４２が記憶する照度変換テーブルは、例えば、予め、いくつかのサンプルとなる条件下において、それぞれ、一般に用いられる照度センサを用いて計測した照度と、撮影画像から求めた輝度値とを設定することによって構築される。

また、データベース４２は、照度をＬＡＩに変換するためのＬＡＩ変換テーブルを記憶する。具体的には、データベース４２が記憶するＬＡＩ変換テーブルは、照度とＬＡＩとを対応付けて含む。なお、データベース４２が記憶するＬＡＩ変換テーブルは、例えば、予め、いくつかのサンプルとなる条件下において、一般に用いられる照度センサを用いて計測した照度と、その時に求めたＬＡＩとを設定することによって構築される。

ＬＡＩ算出手段４３は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵによって実現される。ＬＡＩ算出手段４３は、画像分析手段４１が算出した照度に基づいて、ＬＡＩを算出する機能を備える。具体的には、ＬＡＩ算出手段４３は、データベース４２が記憶するＬＡＩ変換テーブルから、画像分析手段４１が算出した照度に対応するＬＡＩを抽出することによって、ＬＡＩを求める。

なお、上記のような葉面積指数の求め方に限らず、例えば、以下に示すような方法を用いて葉面積指数を計算してもよい。

例えば、光源を１つまたは複数発光させて、絞り値とシャッタースピードとが自動設定される画像センサ（例えば、カメラ２０）が撮影する。その際、ＬＡＩ算出手段４３は、設定された絞り値とシャッタースピードとを用いて決定される露出値（ＥＶ値；Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）から、予め作成したテーブルを用いて葉面積指数を計算する。

ＥＶ値を計算する方法の一例を説明する。ＥＶ値は、絞り値Ｎとシャッタースピードｔとから次式により各々計算されたＡ_Ｖ値とＴ_Ｖ値との和Ａ_Ｖ＋Ｔ_Ｖを用いて求められる。

ＡＶ＝ｌｏｇ_２Ｎ^２＝２ｌｏｇ_２Ｎ 式（１）

ＴＶ＝ｌｏｇ_２１／ｔ＝−ｌｏｇ_２ｔ 式（２）

次に、ＥＶ値をＬＡＩに変換するテーブルを生成する方法の一例を説明する。まず、本願の方法により実測したＥＶ値と、同じ状態で従来法を用いて実測し算出されたＬＡＩとの対を多数集める。次に、集められたＥＶ値とＬＡＩとを用いて、図５に示す表のようにＥＶ値の特定区間（Ａ（ｉ）〜Ａ（ｉ＋１）、ｉ＝１，…，Ｎ）毎にＬＡＩの平均値（Ｌ（ｉ）、ｉ＝１，…，Ｎ）を計算することによりテーブルを作成する。ここでＡ（１）〜Ａ（Ｎ＋１）及びＬ（１）〜Ｌ（Ｎ）には具体的に数字が入る。

ＬＡＩ出力手段４４は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵ、及びディスプレイ装置等の表示装置によって実現される。ＬＡＩ出力手段４４は、ＬＡＩ算出手段４３が算出したＬＡＩを出力する機能を備える。例えば、ＬＡＩ出力手段４４は、ＬＡＩ算出手段４３が算出したＬＡＩをディスプレイ装置等の表示装置に表示する。なお、ＬＡＩの出力の仕方は、本実施形態で示した例に限らず、例えば、ＬＡＩ出力手段４４は、ＬＡＩ算出手段４３が算出したＬＡＩを含むファイルをファイル出力するものであってもよい。また、例えば、ＬＡＩ出力手段４４は、ＬＡＩ算出手段４３が算出したＬＡＩを、ＬＡＮ等のネットワークを介して他の端末に送信するものであってもよい。

なお、本実施形態において、ＬＡＩ計測装置４０の記憶装置は、ＬＡＩを計測するための各種プログラムを記憶している。例えば、ＬＡＩ計測装置４０の記憶装置は、コンピュータに、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源１０が発光したときの光の強度を算出する処理と、算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する処理とを実行させるためのＬＡＩ（葉面積指数）計測用プログラムを記憶している。

次に、ＬＡＩ計測システムの動作を説明する。図３は、ＬＡＩ計測システムを用いてＬＡＩを計測する動作の一例を示すフローチャートである。本実施形態では、図１に示すように、複数の光源１０が植物群落３０内に配置された状態で計測を開始し、光源１０を順番に発光させながら繰り返し計測を行うものとする。なお、本実施形態では、一例として、垂直方向に配置された４つの光源１０のうち最も上部に配置された光源１０を最初に発光させ、以下、１つずつ下方の光源１０を発光させながら計測を行う。なお、光源１０を発光させる順番は、本実施形態の例にかぎらず、例えば、下方に配置された光源１０から順に発光させてもよい。また、本実施形態では、夜間または太陽光が入らない環境で計測を行う。

なお、例えば、カメラ２０を斜め上方に配置し、全ての光源１０を一度に発光させても撮影画像中で各光源１０の位置を個別に特定可能に配置した場合には、全ての光源１０を一度に発光させてＬＡＩを計測してもよい。

まず、複数の光源１０のうちのいずれかを発光させる（ステップＳ１０）。そして、光源１０を発光させた状態で、カメラ２０は、植物群落３０方向を撮影する（ステップＳ１１）。ＬＡＩ計測装置４０は、カメラ２０から撮影画像を入力する。

次いで、ＬＡＩ計測装置４０は、カメラ２０から入力した撮影画像の輝度値を算出する（ステップＳ１２）。また、ＬＡＩ計測装置４０は、算出した輝度値を照度に変換する。本実施形態では、ＬＡＩ計測装置４０は、データベース４２が記憶する照度変換テーブルから、ステップＳ１２で算出した輝度値に対応する照度を抽出する。

次いで、ＬＡＩ計測装置４０は、ステップＳ１２で求めた照度に基づいて、発光した光源１０を配置した箇所のＬＡＩを算出する（ステップＳ１３）。本実施形態では、ＬＡＩ計測装置４０は、データベース４２が記憶するＬＡＩ変換テーブルから、照度に対応するＬＡＩを抽出することによって、ＬＡＩを求める。

なお、本実施形態では、予め照度とＬＡＩとを対応付けたＬＡＩ変換テーブルを用いてＬＡＩを求める例を示したが、ＬＡＩの算出の仕方は、本実施形態の例にかぎられない。例えば、撮影画像の輝度値を照度に変換することなく、ＬＡＩ計測装置４０は、求めた輝度値にもとづいてＬＡＩを求めるようにしてもよい。この場合、例えば、予め輝度値とＬＡＩとを対応付けたテーブルを用意しておくようにし、ＬＡＩ計測装置４０は、求めた輝度値に対応するＬＡＩをテーブルから抽出することによって、ＬＡＩを求めるようにすればよい。

また、例えば、ＬＡＩ計測装置４０は、以下に示す式（３）を用いた演算処理を行うことによって、ＬＡＩを求めるようにしてもよい。

Ｉ／Ｉ_０＝ｅ^−ＫＦ ・・・ 式（３）

ここで、式（３）において、Ｉは、植物群落３０のうちのある計測点における光の強さ（具体的には、照度。なお、輝度値等であってもよい。）を示している。Ｉ_０は、植物群落３０のうちのある基準点（本例では、最も上部に取り付けられた光源１０の位置。すなわち、光源１０とカメラ２０との間に葉等の光を遮るものが殆どなく、基準の光の強さとして用いることができる。）における光の強さ（具体的には、照度。なお、輝度値等であってもよい。）を示している。また、Ｋは、吸収計数を示しており、植物毎に値が異なるとともに、同じ植物であっても天候や時間帯等の外部要因によっても値が異なる。また、Ｆは積算葉面積指数である。

なお、本実施形態では、植物群落３０内に配置された光源１０毎にステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返し実行し、ＬＡＩ計測装置４０は、光源１０の位置毎のＬＡＩを算出する。

全ての光源１０を発光させてＬＡＩの計測を終了した場合には、ＬＡＩ計測装置４０は、計測したＬＡＩをディスプレイ装置等の表示装置に表示する（ステップＳ１４）。この場合、ＬＡＩ計測装置４０は、例えば、計測ポイント毎に計測したＬＡＩの値を表示してもよい。また、ＬＡＩ計測装置４０は、例えば、奥行き方向（長手方向）に所定間隔毎に光源群を配置して格子状に光源を配置して計測した場合には、奥行き方向を横軸としてＬＡＩの値の推移を図示したグラフを表示してもよく、様々な表示方法でＬＡＩの計測値を表示することができる。また、例えば、ＬＡＩ計測装置４０は、計測したＬＡＩの値を含むファイルを出力したり、ネットワークを介して他の端末に送信したりしてもよい。

以上に説明したように、本実施形態では、ＬＡＩ計測装置４０は、高価な照度センサを用いることなく、カメラ２０からの撮影画像に基づいてＬＡＩの計測を行う。また、ＬＡＩ計測装置４０は、太陽光を光源として用いるのではなく、光源１０を用いてＬＡＩの計測を行う。そのため、ＬＡＩ計測装置４０は、計測箇所や方向の制限を受けることなく、低コストで、かつ簡易にＬＡＩ（葉面積指数）を自動的に計測することができる。

なお、計測作業の手間を軽減するという観点から考えると、例えば、照度センサを垂直方向や奥行き方向に複数配置してＬＡＩの計測を行うことも考えられる。しかし、そのように構成してしまうと、高価な照度センサを多数用いなければならなくなり、コストが上昇してしまう。本実施形態では、ＬＡＩ計測装置４０は、高価な照度センサを用いることなく、かつカメラ２０の撮影画像を画像処理するだけで垂直方向や奥行き方向のＬＡＩを一括して計測できる、そのため、ＬＡＩ計測装置４０は、ＬＡＩ計測にかかるコストを低減することと作業負担を軽減することとを両立することができる。

また、照度センサを農耕地や森林等の屋外に配置すると、照度センサに汚れ等が付着しやすく、却って保守作業のための作業負担がかかったり故障を生じやすくなる。本実施形態では、ＬＡＩ計測装置４０は、光源１０を多数配置するだけで簡易に計測ができる。そのため、保守作業のための作業負担の発生や障害を防止することができる。

次に、本発明によるＬＡＩ（葉面積指数）計測システムの最小構成について説明する。図４は、ＬＡＩ計測システムの最小の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、ＬＡＩ計測システムは、光源１０と、カメラ２０と、画像分析手段４１と、ＬＡＩ算出手段４３とを含む。

光源１０は、計測対象の植物群落に配置されている。また、カメラ２０は、計測対象の植物群落を撮影して撮影画像を出力する機能を備えている。また、画像分析手段４１は、カメラ２０が出力する撮影画像に基づいて、光源１０が発光したときに植物群落から漏れ出る光の強度（例えば、照度、輝度値）を算出する。また、ＬＡＩ算出手段４３は、画像分析手段４１が算出した光の強度に基づいて、ＬＡＩ（葉面積指数）を算出する機能を備えている。

図４に示した最小構成のＬＡＩ計測システムによれば、計測箇所や方向の制限を受けることなく、低コストで、かつ簡易に葉面積指数を自動的に計測することができる。

なお、上記に示した実施形態では、以下の（１）〜（５）に示すようなＬＡＩ（葉面積指数）計測システムの特徴的構成が示されている。

（１）葉面積指数計測システムは、計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段（例えば、カメラ２０）と、計測対象の植物に対して撮影手段とは反対側、または計測対象の植物の位置に配置された光源（例えば、光源１０）と、撮影手段が出力する撮影画像に基づいて、光源が発光したときの光の強度（例えば、照度、輝度値）を算出する強度算出手段（例えば、画像分析手段４１によって実現される）と、強度算出手段が算出した光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出手段（例えば、ＬＡＩ算出手段４３によって実現される）とを備えたことを特徴とする。

（２）葉面積指数計測システムにおいて、強度算出手段は、光の強度として光源が発光したときの撮影画像の輝度値を算出し、葉面積指数算出手段は、強度算出手段が光の強度として算出した輝度値に基づいて葉面積指数を算出するように構成されていてもよい。

（３）葉面積指数計測システムにおいて、強度算出手段は、光の強度として光源が発光したときの撮影画像の輝度値に基づいて照度を算出し、葉面積指数算出手段は、強度算出手段が光の強度として算出した照度に基づいて葉面積指数を算出するように構成されていてもよい。

（４）葉面積指数計測システムは、葉面積指数を光の強度に対応付けて記憶する記憶手段（例えば、データベース４２）を備え、葉面積指数算出手段は、強度算出手段が算出した光の強度に対応する葉面積指数を記憶手段から抽出することによって、葉面積指数を算出するように構成されていてもよい。

（５）葉面積指数計測システムは、垂直方向に配置された複数の光源を備え、各光源は、所定の順番に従って個別に発光され、撮影手段は、各光源が発光する毎に計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力するように構成されていてもよい。

以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１０年１２月２日に出願された日本特許出願２０１０−２６９７１９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、農耕地や森林内の植物群落におけるＬＡＩ（葉面積指数）を計測する用途に適用できる。

１０ 光源
２０ カメラ
３０ 植物群落
４０ ＬＡＩ計測装置
４１ 画像分析手段
４２ データベース
４３ ＬＡＩ算出手段
４４ ＬＡＩ出力手段

Claims (8)

1. 計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、
   前記計測対象の植物に対して前記撮影手段とは反対側、または前記計測対象の植物の位置に配置された光源と、
   前記撮影手段が出力する前記撮影画像に基づいて、前記光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出手段と、
   前記強度算出手段が算出した前記光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出手段とを備えた
   ことを特徴とする葉面積指数計測システム。
2. 強度算出手段は、光の強度として光源が発光したときの撮影画像の輝度値を算出し、
   葉面積指数算出手段は、前記強度算出手段が前記光の強度として算出した輝度値に基づいて葉面積指数を算出する
   請求項１記載の葉面積指数計測システム。
3. 強度算出手段は、光の強度として光源が発光したときの撮影画像の輝度値に基づいて照度を算出し、
   葉面積指数算出手段は、前記強度算出手段が前記光の強度として算出した照度に基づいて葉面積指数を算出する
   請求項１記載の葉面積指数計測システム。
4. 葉面積指数を光の強度に対応付けて記憶する記憶手段を備え、
   葉面積指数算出手段は、強度算出手段が算出した光の強度に対応する葉面積指数を前記記憶手段から抽出することによって、前記葉面積指数を算出する
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の葉面積指数計測システム。
5. 垂直方向に配置された複数の光源を備え、
   前記各光源は、所定の順番に従って個別に発光され、
   撮影手段は、前記各光源が発光する毎に計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の葉面積指数計測システム。
6. 計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、前記計測対象の植物に対して前記撮影手段とは反対側、または前記計測対象の植物の位置に配置された光源とを備えた葉面積指数計測システムにおける、葉面積指数を計測する葉面積指数計測装置であって、
   前記撮影手段が出力する前記撮影画像に基づいて、前記光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出手段と、
   前記強度算出手段が算出した前記光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出手段とを備えた
   ことを特徴とする葉面積指数計測装置。
7. 計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段が設けられ、
   前記計測対象の植物に対して前記撮影手段とは反対側、または前記計測対象の植物の位置に配置された光源が設けられ、
   前記撮影手段が出力する前記撮影画像に基づいて、前記光源が発光したときの光の強度を算出し、
   算出した前記光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する
   ことを特徴とする葉面積指数計測方法。
8. 計測対象の植物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、前記計測対象の植物に対して前記撮影手段とは反対側、または前記計測対象の植物の位置に配置された光源とを備えた葉面積指数計測システムにおける、葉面積指数を計測するための葉面積指数計測用プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記撮影手段が出力する前記撮影画像に基づいて、前記光源が発光したときの光の強度を算出する強度算出処理と、
   算出した前記光の強度に基づいて、葉面積指数を算出する葉面積指数算出処理とを
   実行させるための葉面積指数計測用プログラム。

Images