KR20130133411A - Plant classification method and system using autorecognition of leaf image - Google Patents

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Abstract

A plant classification method using automatic leaf image recognition according to the present invention comprises the following steps: obtaining a leaf image by an imaging device; extracting a distance parameter using the distance between the central point and the outline of the leaf in the leaf image; extracting a shape parameter using morphological features of the leaf in the leaf image; and determining the plant classification of the inputted leaf image by comparing the leaf image with recognition candidate leaf images based on the distance parameter and shape parameter. The distance parameter extraction step includes the following steps: detecting a leaf area in the leaf image; detecting the central point and the outline of the leaf in the leaf area; calculating distances from the central point of the leaf to all the pixels on the outline of the leaf; and extracting a distance parameter based on the calculated distances. [Reference numerals] (AA) Start;(BB) Input image;(CC) Detect a leaf area;(DD) Extract the outline and the central point of the leaf;(EE) Calculate the distance between the outline and the central point;(FF) Extract a feature parameter based on the distance;(GG) Extract a feature parameter based on morphological and geographical features;(HH) Recognize the plant (18 steps) using the leaf features;(II) End

Description

이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법 및 시스템{PLANT CLASSIFICATION METHOD AND SYSTEM USING AUTORECOGNITION OF LEAF IMAGE}PLANT CLASSIFICATION METHOD AND SYSTEM USING AUTORECOGNITION OF LEAF IMAGE}

본 발명은 이파리 영상을 이용하여 식물을 분류하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for classifying plants using leaves images.

식물의 이파리를 분석하여 식물을 분류하는 방법은 고전적인 식물분류학에서 연구되고 있는 분야이다. 나아가 최근 이파리 영상을 분석하여 식물을 분류하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. The method of classifying plants by analyzing the leaves of plants is a field studied in classical plant taxonomy. Recently, researches on how to classify plants by analyzing the leaves image have been conducted.

이파리 모양을 검색하여 데이터베이스에 저장된 샘플과 유사도를 비교하거나, 한국 공개 특허 제2008-0022257호와 같이 잎맥을 특징점을 추출하여 잎맥을 통한 분류를 시도하고 있다.Searching for the shape of the leaves and comparing the similarity with the sample stored in the database, or as the Korean Patent Application Publication No. 2008-0022257 to extract the feature points of the leaf vein is trying to classify through the leaf vein.

그러나 종래 기술은 이파리 외형만을 기준으로 분류를 수행하거나, 잎맥만을 기준으로 분류를 수행하여, 식물분류가 정확하지 못하고, 잎맥 등이 뚜렷하게 검출되지 않는 경우 분류가 어려운 한계가 있었다.However, in the prior art, classification is performed based only on the leaves appearance, or classification based only on the leaf veins, and thus, when the plant classification is not accurate and the leaf veins are not clearly detected, the classification is difficult.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 극복하고자 다양한 파라미터를 이용하여 식물을 분류하는 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a method and system for classifying plants using various parameters to overcome the problems of the prior art.

본 발명에서는 이파리 영상에서 중심점과 외곽선의 거리에 기초한 시퀀스 기반의 특징 파라미터 및 주파수 영역의 특징 파라미터를 통해 식물을 분류하고자 한다. 나아가 이파리의 형태적 특징에 기반한 특징 파라미터를 추가적으로 이용하여 식물을 정확하게 분류하고자 한다.In the present invention, plants are classified through sequence-based feature parameters and frequency-domain feature parameters based on the distance between the center point and the outline in the leaves image. Furthermore, we will classify plants accurately using additional feature parameters based on the morphological features of leaves.

본 발명은 다양한 특징 파라미터를 이용하여 식물 인식의 성능을 높이고, 획득된 영상으로부터 이파리의 특징 추출 및 식물 종류의 분류 과정이 사용자의 개입 없이 자동으로 수행되는 분류 방법 내지 시스템을 제공하고자 한다.The present invention aims to improve the performance of plant recognition using various feature parameters, and to provide a classification method or system in which feature extraction of leaves and classification of plant types are automatically performed without user intervention.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법은 입력 이파리 영상이 영상장치를 통해 획득되는 단계, 입력 이파리 영상에서 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선까지의 거리를 이용하여 거리 파라미터가 추출되는 단계; 입력 이파리 영상에서 이파리의 형태적 특징을 이용하여 형태 파라미터가 추출되는 단계; 및 거리 파라미터 및 형태 파라미터를 기준으로 인식 후보 이파리 영상과 비교하여 상기 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, a plant classification method using automatic leaf image recognition according to an embodiment of the present invention includes obtaining an input leaf image through an image device, and extracting a distance parameter using a distance from a leaf center point to a leaf outline in an input leaf image. Becoming; Extracting a shape parameter from the input leaf image using the shape features of the leaves; And determining a plant classification of the input leaves image by comparing the recognition candidate leaves image based on a distance parameter and a shape parameter.

거리 파라미터가 추출되는 단계는 입력 이파리 영상에서 이파리 영역이 검출되는 단계, 이파리 영역에서 이파리 중심점 및 이파리 외곽선이 검출되는 단계, 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선을 구성하는 모든 픽셀들까지의 거리가 계산되는 단계 및 거리를 기준으로 거리 파라미터가 추출되는 단계를 포함한다. The step of extracting a distance parameter may include detecting a leaf region in an input leaf image, detecting a leaf center point and a leaf outline in the leaf region, calculating a distance from the leaf center point to all pixels constituting the leaf outline, and A distance parameter is extracted based on the distance.

본 발명의 다른 측면에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템은 입력 이파리 영상을 획득하는 영상장치부, 인식 후보 이파리 영상을 저장하는 데이터베이스부, 영상장치부에서 획득한 입력 이파리 영상에서 이파리 영역을 검출하는 이파리 영역 검출부, 이파리 영역 검출부에서 검출한 이파리 영역에서 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선까지의 거리 및 이파리의 형태적 특징을 이용하여 특징 파라미터를 추출하는 파라미터 추출부, 파라미터 추출부에서 추출한 특징 파라미터를 기준으로 인식 후보 이파리 영상과 비교하여 입력 이파리 영상의 식물 분류를 결정하는 분류부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a plant classification system using automatic leaf image recognition may include: an image device unit obtaining an input leaf image, a database unit storing a recognition candidate leaf image, and a leaf region from an input leaf image obtained from the image device unit. Parameter extraction unit for extracting feature parameters using the leaf region detection unit for detecting, the distance from the leaf center point to the leaf outline and the morphological features of the leaves in the leaf region detected by the leaf region detection unit, and the feature parameter extracted in the parameter extraction unit And a classification unit for determining a plant classification of the input leaf image by comparing with the recognition candidate leaf image.

거리 파라미터는 거리의 평균, 거리의 표준편차 및 거리의 ZCR을 포함하는 특징 파라미터와 FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 포함하는 주파수 특징 파라미터를 포함하며, FFT는 거리에 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한 것을 특징으로 한다.The distance parameter is a feature parameter that includes the mean of the distance, the standard deviation of the distance, and the ZCR of the distance, and the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value above the mean, and the priority of the top N samples with large FFT values. Frequency characteristic parameters including rank, average of FFT phases, standard deviation of FFT phases, and ZCR of FFT phases, wherein the FFT is characterized by performing a Fast Fourier Transform (FFT) over distance.

형태 파라미터는 길이와 너비 비율(Ratio = L/W), 원 형태 유사도(FormFactor = (4πA)/P2), 직사각형 형태 유사도(Rectangularity = (LW)/A), 길이와 둘레 비율(PLratio = L/P), 길이너비와 둘레 비율(PLWratio = (L+W)/P) 및 잎맥 넓이 비율(Vein ratio = A / VA)을 포함한다.The shape parameters include length-to-width ratio (Ratio = L / W), circle similarity (FormFactor = (4πA) / P2), rectangular shape similarity (Rectangularity = (LW) / A), length and circumference ratio (PLratio = L / P), length width and circumference ratio (PLWratio = (L + W) / P) and leaf vein width ratio (Vein ratio = A / VA).

분류 단계는 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR, FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 순서대로 비교하고, 나아가 길이와 너비 비율, 원 형태 유사도, 직사각형 형태 유사도, 길이와 둘레 비율, 길이너비와 둘레 비율 및 잎맥 넓이 비율을 순서대로 비교하되, 입력 이파리 영상과 비교되는 인식 후보 이파리 영상이 하나만 남아 분류가 완료되면 이후 비교는 수행되지 않는다.The classification step consists of the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance, the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value above the mean, the average of the FFT phases, the standard deviation of the FFT phases, and the ZCR of the FFT phases. In order, and further compares the length and width ratio, circular similarity, rectangular similarity, length and circumference ratio, length width and circumference ratio, and leaf vein width ratio, and compares them to the input leaf image. Only one of these remains and when the classification is complete, no further comparison is performed.

입력 이파리 영상의 식물 분류가 최종적으로 분류되는 과정은 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플과 입력 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플을 비교하는 과정을 더 포함할 수 있다. 인식 후보 이파리 영상의 N개의 샘플과 입력 이파리 영상의 N개의 샘플의 순번과 순위를 비교하여 유사도가 가장 높은 인식 후보 이파리 영상을 최종 식물 분류로 선택하는 것이 특징이다.The process of finally classifying the plant classification of the input leaf image may further include comparing the top N samples having a large FFT value for the recognition candidate leaf image with the top N samples having a large FFT value for the input leaf image. have. By comparing the order and rank of the N samples of the recognition candidate leaves image and the N samples of the input leaves image, the recognition candidate leaves image having the highest similarity is selected as the final plant classification.

본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법 및 시스템은 획득된 영상에서 이파리의 외곽선 및 중심점, 이를 이용한 16개의 이파리 특징 파라미터 추출 과정을 자동으로 처리할 수 있고, 하나의 분류 결과를 도출하여 식물자원 분류에 편의성을 제공한다. The plant classification method and system using the automatic leaf image recognition according to the present invention can automatically process 16 leaf feature parameter extraction processes using the outline and center point of the leaf and the same from the acquired image, and derive one classification result. Provide convenience for classification of plant resources.

또한, 이파리 영상의 시퀀스 기반의 특징 파라미터와 함께 주파수 영역의 특징 파라미터를 함께 사용함으로써 식물 인식 결과의 성능을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, by using the feature parameter of the frequency domain together with the sequence-based feature parameter of the leaf image, it is possible to obtain an effect of improving the performance of the plant recognition result.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법에 대한 개략적인 순서도이다.
도 2는 본 발명에서 이파리 영역이 검출되는 단계를 예시한 화면이다.
도 3은 이파리 중심점에서 외곽선까지의 거리와 이에 대하여 푸리에변환( FFT)을 수행한 값(Magnitude)의 일 예에 대한 그래프이다.
도 4는 이파리 길이 및 이파리 너비를 검출하는 방법을 예시한 도면이다.
도 5는 이파리에서 잎맥을 검출하는 방법을 예시한 화면이다.
도 6은 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 10개의 샘플과 입력 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 10개의 샘플을 비교하는 과정을 설명한 도면이다.
도 7은 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 전체 과정에 대한 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 효과를 시험하기 위하여 이파리 영상에 대한 분류를 수행한 결과를 도시한 그래프이다.
1 is a schematic flowchart of a plant classification method using leaf image automatic recognition according to the present invention.
2 is a screen illustrating a step of detecting a leaf region in the present invention.
FIG. 3 is a graph of an example of a distance from a leaf center point to an outline and a value (Magnitude) of performing a Fourier transform (FFT).
4 is a diagram illustrating a method of detecting a leaf length and a leaf width.
5 is a screen illustrating a method of detecting leaf veins in leaves.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of comparing the top 10 samples having a large FFT value for a recognition candidate leaf image with the top 10 samples having a large FFT value for an input leaf image.
7 is a diagram illustrating an example of an entire process of determining a plant classification of an input leaves image.
8 is a block diagram showing a schematic configuration of a plant classification system using automatic leaf image recognition according to the present invention.
9 is a graph showing the results of performing classification on the leaves image in order to test the effect of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, but may be used to distinguish one component from another . For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular " include "should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms" comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템(100)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 8과는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.Before describing the drawings in detail, it is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by main functions of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. Each of the components to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to the main functions of the components, and some of the main functions of each of the components are different. Of course, it may be carried out exclusively by. Therefore, the existence of each component described through this specification should be interpreted functionally, and for this reason, the configuration of the components according to the plant classification system 100 using the leaf image automatic recognition of the present invention is an object of the present invention. It should be clear that it may be different from FIG. 8 to the extent that can be achieved.

이하에서는 도면을 참조하면서 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법 및 시스템(100)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a plant classification method and system 100 using leaf image automatic recognition will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법을 설명하고자 한다. 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법에서 본 발명의 주요 구성을 설명한다.First, a plant classification method using leaf image automatic recognition according to the present invention will be described. In the plant classification method using the leaf image automatic recognition will be described the main configuration of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법에 대한 개략적인 순서도이다. 본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법은 컴퓨터 장치, 스마트폰과 같은 휴대장치 또는 식물 분류를 위한 전용 장치에서 수행된다. 또는 컴퓨터 장치에서 실행되기 위한 프로그램 형태로 제공될 수도 있다.1 is a schematic flowchart of a plant classification method using leaf image automatic recognition according to the present invention. The plant classification method using the leaf image automatic recognition according to the present invention is performed in a computer device, a portable device such as a smartphone, or a dedicated device for plant classification. Or it may be provided in the form of a program for execution in a computer device.

본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법은 입력 이파리 영상이 영상장치를 통해 획득되는 단계, 입력 이파리 영상에서 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선까지의 거리를 이용하여 거리 파라미터가 추출되는 단계, 입력 이파리 영상에서 이파리의 형태적 특징을 이용하여 형태 파라미터가 추출되는 단계 및 거리 파라미터 및 형태 파라미터를 기준으로 인식 후보 이파리 영상과 비교하여 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of classifying plants using leaf image automatic recognition includes: obtaining an input leaf image through an image device, extracting a distance parameter using a distance from a leaf center point to a leaf outline in the input leaf image, and input leaf The method may include extracting a shape parameter from the image using the morphological features of the leaves and determining a plant classification of the input leaf image by comparing the recognition parameter with the recognition parameter based on the distance parameter and the shape parameter.

거리 파라미터가 추출되는 단계는 입력 이파리 영상에서 이파리 영역이 검출되는 단계, 이파리 영역에서 이파리 중심점 및 이파리 외곽선이 검출되는 단계, 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선을 구성하는 모든 픽셀들까지의 거리가 계산되는 단계 및 거리를 기준으로 거리 파라미터가 추출되는 단계를 포함한다.The step of extracting a distance parameter may include detecting a leaf region in an input leaf image, detecting a leaf center point and a leaf outline in the leaf region, calculating a distance from the leaf center point to all pixels constituting the leaf outline, and A distance parameter is extracted based on the distance.

이파리 영역이 검출되는 단계가 거리 파라미터가 추출되는 단계에 포함된다고 설명하였으나 도 1과 같이 일련의 단계로 설명할 수 있다.Although the step of detecting the leaf region is included in the step of extracting the distance parameter, it can be described as a series of steps as shown in FIG. 1.

입력 이파리 영상이 획득되는 영상장치는 카메라 장치에 해당한다. 컴퓨터에 연결된 카메라, 스마트폰과 같은 휴대기기에 장착된 카메라 또는 탈부착이 자유로운 카메라 장치 등이 사용가능하다. 즉, 영상장치에는 영상을 촬영하여 데이터화할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있다.An imaging device from which an input leaves image is obtained corresponds to a camera device. A camera connected to a computer, a camera mounted on a portable device such as a smartphone, or a detachable camera device can be used. That is, a variety of devices capable of capturing an image and data can be used for the imaging device.

한편 영상장치에서 획득되는 영상은 이파리 영역을 검출할 때 배경의 영향을 최소화하기 위해 흰색과 같은 단일색 배경에서 촬영되는 것이 바람직하다.
On the other hand, the image obtained by the imaging device is preferably photographed on a single color background, such as white to minimize the effect of the background when detecting the leaf area.

영상장치에서 획득된 영상은 이후 파라미터 추출을 위하여 일정한 변환을 거치게 된다. 도 2는 본 발명에서 이파리 영역이 검출되는 단계를 예시한 화면이다.The image acquired by the imaging apparatus is then subjected to a constant transformation for parameter extraction. 2 is a screen illustrating a step of detecting a leaf region in the present invention.

입력된 영상에서 이파리 영역을 검출하기 위해 아래의 수학식 (1)을 이용하여 입력된 영상을 그레이(gray) 스케일 영상으로 변환하는 것이 바람직하다.
In order to detect the leaf region from the input image, it is preferable to convert the input image into a gray scale image using Equation (1) below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, RGB는 각각 red, green 및 blue 색상값을 의미한다.
Here, RGB means red, green, and blue color values, respectively.

그 후, 변환된 그레이 스케일 영상을 아래의 수학식 (2)를 이용하여 이진 영상으로 변환한다.
Thereafter, the converted gray scale image is converted into a binary image using Equation (2) below.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서 f(x,y)는 그레이 스케일 영상의 좌표를 나타내고, T는 이진 영상 변환을 위한 임계값을 의미한다. 이진 영상 변환으로 입력 영상에서 이파리 영역이 확정될 수 있다. Here, f (x, y) represents the coordinates of the gray scale image, and T represents a threshold for binary image conversion. By the binary image conversion, the leaf region may be determined in the input image.

나아가 파라미터 추출을 위하여 이파리 중심점과 외곽선을 추출한다. 본 발명에서는 이파리의 특징 파라미터 추출을 위해 이파리의 외곽선과 중심점(무게중심)을 먼저 추출한다. 이는 중심점으로부터 외곽선까지의 거리를 계산하기 위한 준비과정이다.Furthermore, we extract the leaf center and outline for parameter extraction. In the present invention, in order to extract the feature parameters of the leaves, the leaves outline and center point (weight center) are first extracted. This is the preparation process to calculate the distance from the center point to the outline.

이파리 중심점은 검출된 이파리의 이진 영상을 이용하여 아래의 수학식 (3)에 의해 추출할 수 있다.
The leaf center point may be extracted by Equation (3) below using the detected binary image of the leaf.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, N은 이파리 영역(넓이)의 픽셀 수이고, (xn, yn)은 해당 픽셀의 좌표값을 나타낸다.
Here, N is the number of pixels in the leaf area (width), and (x n , y n ) represents coordinate values of the pixel.

한편 이파리 영역 영상에서 외곽선을 검출하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예컨대, Laplacian, Sobel 등의 외곽선 검출 기법을 이용하여 이파리 외곽선을 추출할 수 있다.Meanwhile, various methods may be used to detect the outline in the leaf region image. For example, a leaf outline may be extracted using an edge detection technique such as Laplacian or Sobel.

이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선을 구성하는 모든 픽셀들까지의 거리가 계산되는 단계는 아래의 수학식 (4)를 이용하여 구할 수 있다.
The step of calculating the distance from the leaves center point to all the pixels constituting the leaves outline may be obtained by using Equation (4) below.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, D(i)는 이파리 중심점과 i번째 이파리 외곽선 픽셀의 거리이고, Cx는 이파리 중심점의 x 좌표이고, Cy는 이파리 중심점의 y 좌표이고, E(i)x는 i번째 이파리 외곽선 픽셀의 x 좌표이고, E(i)y는 i번째 이파리 외곽선 픽셀의 y 좌표이다.
Where D (i) is the distance between the leaves center point and the i-th leaves outline pixel, C x is the x coordinate of the leaves center point, C y is the y coordinate of the leaves center point, and E (i) x is the i-th leaves outline pixel Is the x coordinate of, and E (i) y is the y coordinate of the ith leaf outline pixel.

이파리 중심점으로부터 외곽선을 구성하는 각 픽셀까지의 거리가 계산되면, 이 거리를 기반으로 한 특징 파라미터가 추출된다. 이후 거리라고 하면 이파리 중심점으로부터 외곽선까지의 거리를 의미한다. 거리를 기반으로 한 특징 파라미터를 거리 파라미터라고 명명한다.When the distance from the leaf center point to each pixel constituting the outline is calculated, a feature parameter based on this distance is extracted. Since the distance means the distance from the center of the leaves to the outline. Feature parameters based on distance are called distance parameters.

거리 파라미터는 거리의 평균, 거리의 표준편차 및 거리의 ZCR을 포함하는 특징 파라미터 3개를 포함한다. 단순하게 거리라는 데이터를 산술적으로 가공한 파라미터이다. ZCR은 평균값을 기준으로 각각의 거리가 평균값과 교차되는 횟수를 의미한다.The distance parameter includes three feature parameters including the mean of the distance, the standard deviation of the distance, and the ZCR of the distance. It is simply a mathematically manipulated parameter of distance. ZCR refers to the number of times each distance crosses the average value based on the average value.

또한 거리 파라미터는 FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차, FFT 위상의 ZCR을 포함하는 주파수 특징 파라미터 7개를 포함한다. 거리에 FFT(Fast Fourier Transform) 수행한 결과를 다양한 형태로 가공한 파라미터이다. In addition, the distance parameters are the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value above the mean, the priority of the top N samples with the larger FFT values, the average of the FFT phases, the standard deviation of the FFT phases, and the ZCR of the FFT phases. It includes seven frequency characteristic parameters including. It is a parameter that processed the result of FFT (Fast Fourier Transform) on distance in various forms.

FFT 값(Magnitude)에서 상위 N개 샘플의 우선순위는 FFT 수행 결과에 따른 각각의 샘플들의 값을 비교하여 가장 높은 값부터 N개의 샘플을 추출하여 내림차순으로 정렬한 후, 샘플의 위치에 따른 순위를 의미한다.The priority of the top N samples in the FFT value (Magnitude) is to compare the values of the respective samples according to the FFT result, extract the N samples from the highest value, sort them in descending order, and then rank the samples according to the positions of the samples. it means.

FFT는 시퀀스 기반의 데이터를 주파수 영역으로 변환시킨다. 주파수 영역의 특징 파라미터를 이용함으로써 시퀀스 기반의 특징 파라미터만을 이용했을 때보다 이파리의 특징을 더 세밀하게 분석할 수 있다. 도 3은 이파리 중심점에서 외곽선까지의 거리와 이에 대하여 푸리에변환( FFT)을 수행한 값(Magnitude)의 일 예에 대한 그래프이다.FFT transforms sequence-based data into the frequency domain. By using the feature parameters in the frequency domain, it is possible to analyze the features of the leaves in more detail than when using only the sequence-based feature parameters. FIG. 3 is a graph of an example of a distance from a leaf center point to an outline and a value (Magnitude) of performing a Fourier transform (FFT).

나아가 형태 파라미터는 이파리 영상의 길이, 너비, 넓이 및 둘레를 이용하여 추출한 5개의 특징 파라미터이고, 잎맥의 특징을 이용하여 추출한 1개의 특징 파라미터를 포함한다.Furthermore, the shape parameters are five feature parameters extracted using the length, width, width, and circumference of the leaf image, and include one feature parameter extracted using the feature of the leaf vein.

도 4는 이파리 길이 및 이파리 너비를 검출하는 방법을 예시한 도면이다. 이파리의 중심점과 외곽선의 모든 픽셀들과의 거리 중 가장 긴 거리를 기준으로 이파리의 길이를 추출한 후, 중심점(무게중심)을 기준으로 이파리의 길이와 직교가 되는 외곽선의 픽셀을 추출하여 이파리의 너비를 추출한다. 이파리의 너비도 길이와 직교되는 직선 중 가장 긴 거리에 해당한다.4 is a diagram illustrating a method of detecting a leaf length and a leaf width. After extracting the length of the leaves based on the longest distance between the center point of the leaves and all the pixels of the outline, the width of the leaves is extracted by extracting the pixels of the outline perpendicular to the length of the leaves based on the center point (weight center). Extract The width of the leaves is also the longest of the straight lines perpendicular to the length.

구체적으로 형태 파라미터는 길이와 너비 비율(Ratio), 원 형태 유사도(FormFactor), 직사각형 형태 유사도(Rectangularity), 길이와 둘레 비율(PLratio), 길이너비와 둘레 비율(PLWratio) 및 잎맥 넓이 비율(Vein ratio)인 6개의 파라미터이다.Specifically, the shape parameters include the length-to-width ratio, the form-factor similarity, the rectangular-type similarity, the length-to-circumference ratio, the length-to-circumference ratio, and the vein ratio. Are six parameters.

길이와 너비 비율(Ratio)은 아래의 수학식 (5)와 같이 정의된다. 이하 사용되는 변수에서 L은 이파리의 최장 길이이고, W는 L과 직교하는 최장 너비이고, A는 이파리의 넓이이고, P는 이파리의 둘레이고, VA는 잎맥의 넓이이다.
The length-to-width ratio is defined as in Equation 5 below. In the variables used below, L is the longest length of the leaves, W is the longest width orthogonal to L, A is the width of the leaves, P is the width of the leaves, and VA is the width of the leaf veins.

Figure pat00005
Figure pat00005

원 형태 유사도(FormFactor)와 직사각형 형태 유사도(Rectangularity)는 각각 이파리의 평면 형태가 원 또는 직각에 가까운 정도를 판별하는 것이다. 각각 아래의 수학식 (6) 및 수학식 (7)로 정의된다.
FormFactor and Rectangularity determine the degree to which the planar shape of the leaves is close to a circle or a right angle, respectively. Respective equations (6) and (7) are defined, respectively.

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

나아가 길이와 둘레 비율(PLratio)과 길이너비와 둘레 비율(PLWratio)은 각각 아래의 수학식 (8) 및 수학식 (9)로 정의된다.
Further, the length and circumference ratio PLratio and the length width and circumference ratio PLWratio are defined by Equations (8) and (9), respectively.

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

마지막으로 잎맥 넓이 비율(Vein ratio)은 이파리 영상의 넓이와 잎맥 넓이의 비율을 의미한다. 잎맥 넓이 비율은 아래의 수학식 (10)과 같이 정의된다.
Finally, the vein ratio is the ratio of the leaf vein width to the leaf vein width. The leaf vein area ratio is defined as in Equation (10) below.

Figure pat00010
Figure pat00010

도 5는 이파리에서 잎맥을 검출하는 방법을 예시한 화면이다. 잎맥을 검출하기 위해 이파리 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하고 오픈 연산을 수행한다. 그 후, 그레이 스케일 영상과 오픈 연산을 수행한 영상의 차영상을 수행한 후 이진 영상으로 변환한다.
5 is a screen illustrating a method of detecting leaf veins in leaves. In order to detect the leaf vein, the leaf image is converted into a gray scale image and an open operation is performed. Thereafter, a difference image between the gray scale image and the image on which the open operation is performed is converted into a binary image.

이제 추출된 거리 파라미터와 형태 파라미터를 기준으로 데이터베이스에 저장된 인식 후보 이파리 영상과 입력 이파리 영상을 비교해야 한다. 정확하게는 인식 후보 이파리 영상의 파라미터와 입력 이파리 영상의 파라미터를 비교하게 된다. 이를 위해 데이터베이스에 저장된 인식 후보 이파리 영상에 대해 입력 이파리 영상에서 수행한 파라미터 추출을 동일하게 수행해야 한다. 또는 파리미터 추출은 수행한 후 데이터베이스에 저장한다.Now, it is necessary to compare the recognition candidate leaf image and the input leaf image stored in the database based on the extracted distance parameter and shape parameter. To be exact, the parameters of the recognition candidate leaves image are compared with those of the input leaves image. For this purpose, the parameter extraction performed on the input leaf image should be identically performed on the recognition candidate leaf image stored in the database. Alternatively, parameter extraction is performed and stored in the database.

입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계는 데이터베이스에 저장된 인식 후보 이파리 영상의 거리 파라미터와 입력 이파리 영상의 거리 파라미터를 비교하여 분류되는 제1 분류단계 및 인식 후보 이파리 영상의 형태 파라미터와 입력 이파리 영상의 형태 파라미터를 비교하여 분류되는 제2 분류단계로 구분할 수 있다.The determining of the plant classification of the input leaf image may include determining the first classification step and classifying the shape parameter of the recognition candidate leaf image and the input leaf image by comparing the distance parameter of the recognition candidate leaf image stored in the database with the distance parameter of the input leaf image. The shape parameters may be classified into second classification stages which are classified by comparison.

제1 분류단계는 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR, FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 순서대로 비교한다.The first classification step is the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance, the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value greater than the mean, the priority of the top N samples with large FFT values, and the FFT Compare the mean of the phases, the standard deviation of the FFT phase, and the ZCR of the FFT phase in that order.

제2 분류 단계는 길이와 너비 비율, 원 형태 유사도, 직사각형 형태 유사도, 길이와 둘레 비율, 길이너비와 둘레 비율 및 잎맥 넓이 비율을 순서대로 비교한다.The second classification step compares length-to-width ratio, circular similarity, rectangular similarity, length-to-circumference ratio, length-to-circumference ratio, and leaf vein width ratio in order.

전체 16개의 파라미터 중 FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위를 제외한 나머지 파라미터를 이용한 최초 분류가 제1 분류단계 및 제2 분류단계이다.Among the 16 parameters, the first classification step using the remaining parameters except the priority of the upper N samples having the large FFT value is the first classification step and the second classification step.

전체적으로는 1) 거리의 평균 => 2) 거리의 표준편차 => 3) 거리의 ZCR => 4) FFT 값의 평균 => 5) FFT 값의 표준편차 => 6) FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수 => 7) FFT 위상의 평균 => 8) FFT 위상의 표준편차 => 9) FFT 위상의 ZCR => 10) 길이와 너비 비율 => 11) 원 형태 유사도 => 12) 직사각형 형태 유사도 => 13) 길이와 둘레 비율 => 14) 길이너비와 둘레 비율 => 15) 잎맥 넓이 비율 순서대로 비교된다.Overall 1) mean of distance => 2) standard deviation of distance => 3) ZCR of distance => 4) mean of FFT values => 5) standard deviation of FFT values => 6) number of samples with FFT values above average => 7) Average of FFT Phase => 8) Standard Deviation of FFT Phase => 9) ZCR of FFT Phase => 10) Length and Width Ratio => 11) Circle Shape Similarity => 12) Rectangular Shape Similarity => 13 ) Length and girth ratio => 14) Length and girth ratio => 15) Leaf vein width ratio.

상기 각 비교 과정에서 이파리 영상에 해당하는 식물을 분류하는데, 각 단계에서 분류된 식물의 종류만이 다음 단계의 분류 과정을 수행하게 된다. 이 과정 중에 인식 후보 이파리 영상이 하나만 남는다면, 입력 이파리 영상은 남은 하나의 후보 이파리로 분류된다.In each comparison process, plants corresponding to the leaves image are classified, and only the types of plants classified at each stage perform the classification process of the next stage. If only one recognition candidate leaf image remains during this process, the input leaf image is classified as one remaining candidate leaf image.

나아가 상기 15단계에서 분류가 되지 않는다면, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위를 이용하여 나머지 분류가 수행된다. Furthermore, if the classification is not performed in step 15, the remaining classification is performed using the priority of the upper N samples having the large FFT value.

즉, 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계는 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플과 입력 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기본적인 아이디어는 인식 후보 이파리 영상의 N개의 샘플과 입력 이파리 영상의 N개의 샘플의 순번과 순위를 비교하여 유사도가 가장 높은 인식 후보 이파리 영상을 최종 식물 분류로 선택하는 것이다.That is, the determining of the plant classification of the input leaf image may further include comparing the top N samples having a large FFT value for the recognition candidate leaf image with the top N samples having a large FFT value for the input leaf image. have. The basic idea is to compare the order and rank of the N samples of the recognition candidate leaves image and the N samples of the input leaves image to select the recognition candidate leaves image having the highest similarity as the final plant classification.

구체적은 이하 설명하는 3 단계로 최종 식물 분류가 수행된다.Specifically, the final plant classification is performed in three steps described below.

1) 인식 후보 이파리 영상들의 FFT 값(Magnitude) 상위 N개 샘플과 입력 이파리 영상에서 추출된 N개 샘플들의 순번과 순위를 비교하고 점수를 계산한다. 도 6은 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 10개의 샘플(N = 10인 경우)FFT 값이 큰 상위 10개의 샘플을 비교하는 과정을 예로 설명한 도면이다.1) Compare the order and rank of the top N samples of recognition candidate leaf images and the N samples extracted from the input leaf image and calculate a score. FIG. 6 illustrates a process of comparing the top 10 samples having a large FFT value (when N = 10) with respect to the recognition candidate leaves image as an example.

도 6에서 도시된 바와 같이, 10개의 각 샘플마다 샘플의 순번과 순위가 같으면 10점, 1순위 차이가 나면 9점, 2순위 차이가 나면 8점, 4순위 차이가 나면 6점을 부여하고, 부여된 10개의 점수를 합하여 최종점수를 계산하여 가장 높은 점수를 갖는 식물로 최종 분류된다. As shown in FIG. 6, for each of the 10 samples, 10 points for the same sequence number and rank, 9 points for the first rank difference, 8 points for the second rank difference, and 6 points for the fourth rank difference, The final score is calculated by summing up the 10 scores given and finally classified as the plant having the highest score.

2) 최고 점수를 갖는 식물이 2개 이상일 경우, 인식 후보 이파리 영상들의 FFT 값 상위 10개 샘플과 입력 이파리 영상의 FFT 값 상위 10개의 샘플의 순번과 순위가 같은 샘플의 개수를 이용하여 인식 결과를 도출한다. 즉 순번과 순위가 같은 샘플의 개수가 많은 식물로 최종 분류된다.2) When two or more plants have the highest score, the recognition result is obtained by using the number of samples having the same order and rank of the top 10 samples of the FFT value of the recognition candidate leaf images and the top 10 samples of the FFT value of the input leaf image. To derive. In other words, the number of samples having the same order and rank is ultimately classified as plants.

3) 상위 10개의 샘플의 순번과 순위가 같은 개수의 식물이 2개 이상일 경우, 인식 후보 이파리 영상들의 FFT 값 상위 N개 샘플과 입력 이파리 영상의 FFT 값 상위 N개의 샘플의 순번이 같은 샘플의 개수를 이용하여 인식 결과를 도출한다. 즉 샘플의 순번이 같은 샘플의 개수가 많은 식물로 최종 분류된다.3) When there are two or more plants with the same order and rank of the top 10 samples, the number of samples having the same FFT value of the recognition candidate leaf images and the order of the top N samples of the FFT value of the input leaf image Deduce the recognition result by using. That is, the number of samples having the same number of samples is finally classified into plants.

도 7은 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 전체 과정에 대한 예를 도시한 도면이다. 도 7은 전술한 15계의 단계와 FFT 값 상위 N개의 샘플을 비교하는 3 단계 과정을 모두 도시한 것이다.7 is a diagram illustrating an example of an entire process of determining a plant classification of an input leaves image. FIG. 7 illustrates all three steps of comparing the above-described steps of step 15 with the upper N samples of the FFT value.

각 단계가 수행될 때마다 관련성이 적다고 판단되는 후보 이파리는 배제되고, 최종적으로 FFT 값 상위 N개의 샘플의 비교한 점수가 높은 후보 중에서 최종 분류가 수행되는 것을 알 수 있다.
As each step is performed, candidate leaves that are determined to be less relevant are excluded, and finally, final classification is performed among candidates having a high compared score of the top N samples of the FFT value.

본 발명의 다른 실시예는 전술한 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체이다. 이는 컴퓨터 장치에서 실행되는 프로그램을 기록한 매체에 해당한다.
Another embodiment of the present invention is a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method for classifying plants using the automatic leaf image recognition. This corresponds to a medium on which a program executed on a computer device is recorded.

본 발명의 또 다른 실시예는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템(100)이다. 도 8은 본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템(100)의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법에서 설명한 내용은 간략하게 설명하기로 한다.Yet another embodiment of the present invention is a plant classification system 100 using leaf image automatic recognition. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a plant classification system 100 using automatic leaf image recognition according to the present invention. The description of the plant classification method using the leaf image automatic recognition will be briefly described.

본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템(100)은 입력 이파리 영상을 획득하는 영상장치부(110), 인식 후보 이파리 영상의 특징 파라미터를 저장하는 데이터베이스부(140), 영상장치부(110)에서 획득한 입력 이파리 영상에서 이파리 영역을 검출하는 이파리 영역 검출부(120), 이파리 영역 검출부(120)에서 검출한 이파리 영역에서 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선까지의 거리 및 이파리의 형태적 특징을 이용하여 특징 파라미터를 추출하는 파라미터 추출부(130), 파라미터 추출부(130)에서 추출한 특징 파라미터를 기준으로 인식 후보 이파리 영상의 특징 파라미터와 비교하여 입력 이파리 영상의 식물 분류를 결정하는 분류부(150)를 포함한다.The plant classification system 100 using the automatic leaf image recognition according to the present invention includes an image device unit 110 for obtaining an input leaf image, a database unit 140 storing feature parameters of a recognition candidate leaf image, and an image device unit ( The leaf region detection unit 120 that detects the leaf region from the input leaf image acquired by 110, the distance from the leaf center point to the leaf outline in the leaf region detected by the leaf region detector 120, and the morphological characteristics of the leaf A parameter extractor 130 for extracting feature parameters and a classifier 150 for determining a plant classification of the input leaf image by comparing the feature parameter extracted from the parameter extractor 130 with feature parameters of the recognition candidate leaf image Include.

본 발명에 따른 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템(100)은 컴퓨터 장치 형태로 구현될 수 있고, 스마트폰과 스마트폰에서 실행되는 앱(application)을 통해 구현될 수도 있다.The plant classification system 100 using the leaf image automatic recognition according to the present invention may be implemented in the form of a computer device, or may be implemented through a smartphone and an application running on the smartphone.

이파리 영역 검출부(120)는 영상장치를 통해 획득된 입력 이파리 영상을 그레이 스케일로 변환한 후 이진 영상으로 변환하여 이파리 영역을 검출한다.The leaf region detector 120 detects the leaf region by converting the input leaf image acquired through the imaging apparatus into a gray scale and converting the image into a binary image.

파라미터 추출부(130)는 이파리 영역에서 이파리 중심점 및 이파리 외곽선을 검출하고, 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선을 구성하는 모든 픽셀들까지의 거리가 계산하여, 거리를 기준으로 거리 파라미터를 추출하는 거리 파라미터부(131) 및 이파리 영역에서 이파리의 길이, 이파리의 너비, 이파리의 넓이, 이파리의 둘레 또는 잎맥의 넓이를 기준으로 형태 파라미터를 추출하는 형태 파라미터부(132)를 포함한다.The parameter extractor 130 detects the leaf center point and the leaf outline in the leaf area, calculates the distance from the leaf center point to all the pixels constituting the leaf outline, and extracts the distance parameter based on the distance. 131) and a shape parameter unit 132 for extracting shape parameters based on the length of the leaves, the width of the leaves, the width of the leaves, the circumference of the leaves, or the width of the leaf veins in the leaf region.

거리 파라미터는 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR을 포함하는 특징 파라미터와 FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차, FFT 위상의 ZCR을 포함하는 주파수 특징 파라미터를 포함하며, FFT는 거리에 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한 것이다.The distance parameter is a feature parameter that includes the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance, and the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value above the mean, and the priority of the top N samples with large FFT values. Frequency feature parameters including rank, average of FFT phases, standard deviation of FFT phases, and ZCR of FFT phases, where FFT is a Fast Fourier Transform (FFT) over distance.

형태 파라미터는 길이와 너비 비율(Ratio = L/W), 원 형태 유사도(FormFactor = (4πA)/P2), 직사각형 형태 유사도(Rectangularity = (LW)/A), 길이와 둘레 비율(PLratio = L/P), 길이너비와 둘레 비율(PLWratio = (L+W)/P) 및 잎맥 넓이 비율(Vein ratio = A / VA)을 포함한다.
The shape parameters include length-to-width ratio (Ratio = L / W), circle similarity (FormFactor = (4πA) / P2), rectangular shape similarity (Rectangularity = (LW) / A), length and circumference ratio (PLratio = L / P), length width and circumference ratio (PLWratio = (L + W) / P) and leaf vein width ratio (Vein ratio = A / VA).

분류부(150)는 거리 파라미터를 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR, FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 순서대로 비교하고, 형태 파라미터를 길이와 너비 비율, 원 형태 유사도, 직사각형 형태 유사도, 길이와 둘레 비율, 길이너비와 둘레 비율 및 잎맥 넓이 비율을 순서대로 비교하되, 입력 이파리 영상과 비교되는 인식 후보 이파리 영상이 하나만 남아 분류가 완료되면 이후 비교는 수행하지 않는다.The classifying unit 150 may determine the distance parameter as the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance, the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples having an FFT value greater than the mean, and the top N samples having a large FFT value. Priority, average of FFT phases, standard deviation of FFT phases, and ZCR of FFT phases are compared in order, and shape parameters are compared to length and width ratios, circle shape similarity, rectangular shape similarity, length and circumference ratio, length width and circumference ratio. And the leaf vein area ratio is compared in order, but only one recognition candidate leaf image compared to the input leaf image remains when the classification is completed, the comparison is not performed.

한편 분류부(150)는 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플과 입력 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플을 비교하는 과정을 더 포함할 수 있다. 분류부(150)는 인식 후보 이파리 영상의 N개의 샘플과 입력 이파리 영상의 N개의 샘플의 순번과 순위를 비교하여 유사도가 가장 높은 인식 후보 이파리 영상을 최종 식물 분류로 선택한다. Meanwhile, the classification unit 150 may further include comparing the upper N samples having a large FFT value for the recognition candidate leaves image with the upper N samples having a large FFT value for the input leaves image. The classification unit 150 compares the order and rank of N samples of the recognition candidate leaves image and N samples of the input leaves image to select the recognition candidate leaves image having the highest similarity as the final plant classification.

도 9에서는 분류부와 데이터베이스부(140)에 저장된 인식 후보 이파리 영상의 특징 파라미터와 입력 이파리 영상의 파라미터를 비교하는 것으로 도시하였다. 데이터베이스부(140)에 미리 인식 후보 이파리 영상의 특징 파라미터가 저장되어 있는 것이 바람직하다. 다만 기술적으로 데이터베이스부(140)에 인식 후보 이파리 영상이 저장되어 있고, 이 영상에 대한 파라미터를 개별적으로 추출하여 비교하는 것도 가능함은 물론이다.
In FIG. 9, the feature parameter of the recognition candidate leaf image stored in the classification unit and the database unit 140 is compared with the parameter of the input leaf image. It is preferable that the database 140 stores the feature parameter of the recognition candidate leaves image in advance. However, technically, the recognition candidate leaves image is stored in the database unit 140, and it is of course possible to separately extract and compare the parameters of the image.

도 9는 본 발명의 효과를 시험하기 위하여 이파리 영상에 대한 분류를 수행한 결과를 도시한 그래프이다.9 is a graph showing the results of performing classification on the leaves image in order to test the effect of the present invention.

본 발명의 유효성 및 성능 평가를 위해 본 연구진은 이파리 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법 및 인식 실험을 수행하였다. 실험을 위해 인터넷을 통해 32종, 총 1907장의 이파리 영상을 수집하였다.In order to evaluate the effectiveness and performance of the present invention, the researchers performed a plant classification method and recognition experiment using automatic leaf image recognition. A total of 1907 leaves images were collected over the Internet for the experiment.

수집된 이파리 영상들을 이용해 상기 16개의 이파리 영상의 특징을 추출하고 각각 특징의 분포를 이용한 해당 이파리의 특징의 최소-최대값으로 범위를 설정하여 이파리 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법 및 데이터베이스 모델을 생성 하였다. Extracting the features of the 16 leaves images using the collected leaves images and setting the range to the minimum-maximum value of the features of the leaves using the distribution of the features, the plant classification method and the database model using the leaves leaf image automatic recognition Generated.

수집된 1907장의 영상을 이용하여 상기 18단계의 식물 분류 및 인식 실험을 수행하였으며, 실험 결과 1907장 중 1820장의 이파리 영상이 올바르게 인식되어 95.44%의 식물 인식 성능을 보였다.
Using the collected 1907 images, 18 kinds of plant classification and recognition experiments were performed. As a result of the experiment, 1820 leaves images were correctly recognized and showed 95.44% of plant recognition performance.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood that variations and specific embodiments which may occur to those skilled in the art are included within the scope of the present invention.

100 : 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템
110 : 영상장치부 120: 이파리 영역 검출부
130 : 파라미터 추출부 140 : 데이터베이스부
150 : 분류부
100: Plant classification system using automatic leaf image recognition
110: image device unit 120: leaves region detection unit
130: parameter extraction unit 140: database unit
150: classification unit

Claims (18)

입력 이파리 영상이 영상장치를 통해 획득되는 단계;
상기 입력 이파리 영상에서 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선까지의 거리를 이용하여 거리 파라미터가 추출되는 단계;
상기 입력 이파리 영상에서 이파리의 형태적 특징을 이용하여 형태 파라미터가 추출되는 단계; 및
상기 거리 파라미터 및 상기 형태 파라미터를 기준으로 인식 후보 이파리 영상과 비교하여 상기 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
Obtaining an input leaf image through an image device;
Extracting a distance parameter using the distance from a leaf center point to a leaf outline in the input leaf image;
Extracting form parameters from the input leaf image using the shape features of the leaves; And
And a plant classification of the input leaf image is determined based on the distance parameter and the shape parameter based on the recognition candidate leaf image.
제1항에 있어서,
상기 거리 파라미터가 추출되는 단계는
상기 입력 이파리 영상에서 이파리 영역이 검출되는 단계;
상기 이파리 영역에서 상기 이파리 중심점 및 상기 이파리 외곽선이 검출되는 단계;
상기 이파리 중심점으로부터 상기 이파리 외곽선을 구성하는 모든 픽셀들까지의 거리가 계산되는 단계; 및
상기 거리를 기준으로 거리 파라미터가 추출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
The method of claim 1,
Extracting the distance parameter
Detecting a leaf region from the input leaf image;
Detecting the leaves center point and the leaves outline in the leaves area;
Calculating a distance from the leaf center point to all pixels constituting the leaf outline; And
And a distance parameter is extracted based on the distance. Plant classification method using automatic leaf image recognition.
제2항에 있어서,
상기 이파리 영역이 검출되는 단계는
상기 영상장치를 통해 획득된 입력 이파리 영상을 그레이 스케일로 변환한 후 이진 영상으로 변환하여 수행되는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
3. The method of claim 2,
The step of detecting the leaf region is
The method of classifying plants using leaves image automatic recognition, characterized in that the input leaves image obtained through the imaging device is converted to a gray scale and then converted to a binary image.
제2항에 있어서,
상기 거리가 계산되는 단계는 아래와 같은 식을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
Figure pat00011

(여기서, D(i)는 이파리 중심점과 i번째 이파리 외곽선 픽셀의 거리이고, Cx는 이파리 중심점의 x 좌표이고, Cy는 이파리 중심점의 y 좌표이고, E(i)x는 i번째 이파리 외곽선 픽셀의 x 좌표이고, E(i)y는 i번째 이파리 외곽선 픽셀의 y 좌표임)
3. The method of claim 2,
The step of calculating the distance is a plant classification method using automatic leaf image recognition, characterized in that performed using the following equation.
Figure pat00011

Where D (i) is the distance between the leaves center point and the i-th leaves outline pixel, C x is the x coordinate of the leaves center point, C y is the y coordinate of the leaves center point, and E (i) x is the i-th leaves outline The x coordinate of the pixel, and E (i) y is the y coordinate of the i-th leaf outline pixel)
제2항에 있어서,
상기 거리 파라미터는
상기 거리의 평균, 거리의 표준편차 및 거리의 ZCR을 포함하는 특징 파라미터와
FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 포함하는 주파수 특징 파라미터를 포함하며, 상기 FFT는 상기 거리에 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
3. The method of claim 2,
The distance parameter is
Feature parameters including the mean of the distance, the standard deviation of the distance and the ZCR of the distance;
Frequency including average of FFT values, standard deviation of FFT values, number of samples with FFT values above average, priority of top N samples with large FFT values, average of FFT phases, standard deviation of FFT phases, and ZCR of FFT phases And a feature parameter, wherein the FFT performs Fast Fourier Transform (FFT) on the distance.
제1항에 있어서,
상기 형태 파라미터는
길이와 너비 비율(Ratio = L/W), 원 형태 유사도(FormFactor = (4πA)/P2), 직사각형 형태 유사도(Rectangularity = (LW)/A), 길이와 둘레 비율(PLratio = L/P), 길이너비와 둘레 비율(PLWratio = (L+W)/P) 및 잎맥 넓이 비율(Vein ratio = A / VA)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
(여기서, L은 이파리의 최장 길이이고, W는 L과 직교하는 최장 너비이고, A는 이파리의 넓이이고, P는 이파리의 둘레이고, VA는 잎맥의 넓이임)
The method of claim 1,
The shape parameter is
Length to width ratio (Ratio = L / W), circle similarity (FormFactor = (4πA) / P2), rectangular shape similarity (Rectangularity = (LW) / A), length to circumference ratio (PLratio = L / P), A method for classifying plants using leaves image automatic recognition, comprising length width and circumference ratio (PLWratio = (L + W) / P) and leaf vein width ratio (Vein ratio = A / VA).
(Where L is the longest length of the leaves, W is the longest width orthogonal to L, A is the width of the leaves, P is the width of the leaves, and VA is the width of the leaf veins)
제1항에 있어서,
상기 거리 파라미터는 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR, FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 포함하는 주파수 특징 파라미터를 포함하며, 상기 FFT는 상기 거리에 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한 것이고,
상기 형태 파라미터는 길이와 너비 비율(Ratio = L/W), 원 형태 유사도(FormFactor = (4πA)/P2), 직사각형 형태 유사도(Rectangularity = (LW)/A), 길이와 둘레 비율(PLratio = L/P), 길이너비와 둘레 비율(PLWratio = (L+W)/P) 및 잎맥 넓이 비율(Vein ratio = A / VA)을 포함하며, 여기서 L은 이파리의 최장 길이이고, W는 L과 직교하는 최장 너비이고, A는 이파리의 넓이이고, P는 이파리의 둘레이고, VA는 잎맥의 넓이인 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
The method of claim 1,
The distance parameters are the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance, the average of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value greater than the average, the priority of the top N samples with large FFT values, and the FFT phase A frequency characteristic parameter comprising an average of, a standard deviation of the FFT phase, and a ZCR of the FFT phase, wherein the FFT is a Fast Fourier Transform (FFT) at the distance;
The shape parameters include length to width ratio (Ratio = L / W), circle similarity (FormFactor = (4πA) / P2), rectangular shape similarity (Rectangularity = (LW) / A), length and circumference ratio (PLratio = L / P), length width and circumference ratio (PLWratio = (L + W) / P) and leaf vein width ratio (Vein ratio = A / VA), where L is the longest length of the leaves and W is orthogonal to L The longest width, A is the width of the leaves, P is the circumference of the leaves, VA is the width of the leaf vein plant classification method using automatic leaf image recognition.
제7항에 있어서,
상기 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계는
데이터베이스에 저장된 인식 후보 이파리 영상의 거리 파라미터와 상기 입력 이파리 영상의 거리 파라미터를 비교하여 분류되는 제1 분류단계; 및
상기 인식 후보 이파리 영상의 형태 파라미터와 상기 입력 이파리 영상의 형태 파라미터를 비교하여 분류되는 제2 분류단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
The method of claim 7, wherein
The step of determining the plant classification of the input leaves image
A first classification step of classifying by comparing the distance parameter of the recognition candidate leaf image stored in a database with the distance parameter of the input leaf image; And
And a second classification step of classifying by comparing the shape parameter of the recognition candidate leaf image with the shape parameter of the input leaf image.
제8항에 있어서,
상기 제1 분류단계는 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR, FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 순서대로 비교하고, 상기 제2 분류 단계는 길이와 너비 비율, 원 형태 유사도, 직사각형 형태 유사도, 길이와 둘레 비율, 길이너비와 둘레 비율 및 잎맥 넓이 비율을 순서대로 비교하되, 상기 입력 이파리 영상과 비교되는 인식 후보 이파리 영상이 하나만 남아 분류가 완료되면 이후 비교는 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
9. The method of claim 8,
The first classification step includes the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance, the mean of the FFT values, the standard deviation of the FFT values, the number of samples with an FFT value greater than the mean, the mean of the FFT phases, the standard deviation of the FFT phases, and the FFT. Phase ZCR is compared in order, and the second classification step compares length and width ratios, circle similarity, rectangular shape similarity, length and circumference ratio, length width and circumference ratio, and leaf vein width ratio in order. 1. There is only one recognition candidate leaf image compared to the leaf image, and when the classification is completed, the comparison is not performed after the plant classification method using automatic leaf image recognition.
제8항에 있어서,
상기 입력 이파리 영상의 식물 분류가 결정되는 단계는
상기 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플과 상기 입력 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플을 비교하는 단계를 더 포함하되, 상기 인식 후보 이파리 영상의 N개의 샘플과 상기 입력 이파리 영상의 N개의 샘플의 순번과 순위를 비교하여 유사도가 가장 높은 인식 후보 이파리 영상을 최종 식물 분류로 선택하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법.
9. The method of claim 8,
The step of determining the plant classification of the input leaves image
Comparing the upper N samples having a large FFT value for the recognition candidate leaves image with the upper N samples having a large FFT value for the input leaves image, the N samples of the recognition candidate leaves image and the A method for classifying plants using leaves image recognition, characterized in that the recognition candidate leaves image having the highest similarity is selected as the final plant classification by comparing the order and rank of N samples of the input leaves image.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.The computer-readable recording medium which recorded the program for implementing the plant classification method using the leaf image automatic recognition of any one of Claims 1-10. 입력 이파리 영상을 획득하는 영상장치부;
인식 후보 이파리 영상을 저장하는 데이터베이스부;
상기 영상장치부에서 획득한 입력 이파리 영상에서 이파리 영역을 검출하는 이파리 영역 검출부;
상기 이파리 영역 검출부에서 검출한 이파리 영역에서 이파리 중심점으로부터 이파리 외곽선까지의 거리 및 이파리의 형태적 특징을 이용하여 특징 파라미터를 추출하는 파라미터 추출부;
상기 파라미터 추출부에서 추출한 특징 파라미터를 기준으로 인식 후보 이파리 영상과 비교하여 상기 입력 이파리 영상의 식물 분류를 결정하는 분류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
An imaging device to obtain an input leaf image;
A database unit for storing the recognition candidate leaves image;
A leaf region detector for detecting a leaf region from the input leaf image acquired by the imaging apparatus;
A parameter extraction unit for extracting feature parameters using the distance from the center of the leaves to the leaves outline and the morphological features of the leaves in the leaves area detected by the leaves area detection unit;
And a classifier configured to determine a plant classification of the input leaves image based on the feature parameter extracted by the parameter extractor based on the feature parameter extracted from the parameter extractor.
제12항에 있어서,
상기 이파리 영역 검출부는 상기 영상장치를 통해 획득된 입력 이파리 영상을 그레이 스케일로 변환한 후 이진 영상으로 변환하여 이파리 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
The method of claim 12,
And the leaf region detection unit detects the leaf region by converting the input leaf image obtained through the imaging apparatus into a gray scale and converting the image into a binary image.
제12항에 있어서,
상기 파라미터 추출부는
상기 이파리 영역에서 상기 이파리 중심점 및 상기 이파리 외곽선을 검출하고, 상기 이파리 중심점으로부터 상기 이파리 외곽선을 구성하는 모든 픽셀들까지의 거리가 계산하여, 상기 거리를 기준으로 거리 파라미터를 추출하는 거리 파라미터부; 및
상기 이파리 영역에서 이파리의 길이, 이파리의 너비, 이파리의 넓이, 이파리의 둘레 또는 잎맥의 넓이를 기준으로 형태 파라미터를 추출하는 형태 파라미터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
The method of claim 12,
The parameter extraction unit
A distance parameter unit for detecting the leaf center point and the leaf outline in the leaf area, calculating a distance from the leaf center point to all pixels constituting the leaf outline, and extracting a distance parameter based on the distance; And
And a shape parameter unit extracting shape parameters based on the length of the leaves, the width of the leaves, the width of the leaves, the circumference of the leaves, or the width of the leaf veins in the leaves region.
제14항에 있어서,
상기 거리 파라미터는 상기 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR을 포함하는 특징 파라미터와 FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 값이 큰 상위 N개 샘플의 우선순위, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차, FFT 위상의 ZCR을 포함하는 주파수 특징 파라미터를 포함하며, 상기 FFT는 상기 거리에 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한 것이고,
상기 형태 파라미터는 길이와 너비 비율(Ratio = L/W), 원 형태 유사도(FormFactor = (4πA)/P2), 직사각형 형태 유사도(Rectangularity = (LW)/A), 길이와 둘레 비율(PLratio = L/P), 길이너비와 둘레 비율(PLWratio = (L+W)/P) 및 잎맥 넓이 비율(Vein ratio = A / VA)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
(여기서, L은 이파리의 최장 길이이고, W는 L과 직교하는 최장 너비이고, A는 이파리의 넓이이고, P는 이파리의 둘레이고, VA는 잎맥의 넓이임)
15. The method of claim 14,
The distance parameter is a feature parameter including the mean of the distance, the standard deviation of the distance, the ZCR of the distance and the mean of the FFT value, the standard deviation of the FFT value, the number of samples with an FFT value above the average, and the top N samples with a large FFT value. A frequency characteristic parameter including the priority of the FFT phase, the mean of the FFT phase, the standard deviation of the FFT phase, and the ZCR of the FFT phase, wherein the FFT is a Fast Fourier Transform (FFT) at the distance,
The shape parameters include length to width ratio (Ratio = L / W), circle similarity (FormFactor = (4πA) / P2), rectangular shape similarity (Rectangularity = (LW) / A), length and circumference ratio (PLratio = L / P), length width and circumference ratio (PLWratio = (L + W) / P) and leaf vein area ratio (Vein ratio = A / VA), characterized in that the plant classification system using automatic leaf image recognition.
(Where L is the longest length of the leaves, W is the longest width orthogonal to L, A is the width of the leaves, P is the width of the leaves, and VA is the width of the leaf veins)
제15항에 있어서,
상기 분류부는
데이터베이스에 저장된 인식 후보 이파리 영상의 거리 파라미터와 상기 입력 이파리 영상의 거리 파라미터를 비교하고, 상기 인식 후보 이파리 영상의 형태 파라미터와 상기 입력 이파리 영상의 형태 파라미터를 비교하여 분류하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
16. The method of claim 15,
The classifier
The distance parameter of the recognition candidate leaves image stored in the database and the distance parameter of the input leaves image is compared, and the shape parameter of the recognition candidate leaves image and the shape parameter of the input leaves image is classified and classified automatically Plant classification system using recognition.
제16항에 있어서,
상기 분류부는
상기 거리 파라미터를 거리의 평균, 거리의 표준편차, 거리의 ZCR, FFT 값의 평균, FFT 값의 표준편차, FFT 값이 평균 이상인 샘플 개수, FFT 위상의 평균, FFT 위상의 표준편차 및 FFT 위상의 ZCR을 순서대로 비교하고,
상기 형태 파라미터를 길이와 너비 비율, 원 형태 유사도, 직사각형 형태 유사도, 길이와 둘레 비율, 길이너비와 둘레 비율 및 잎맥 넓이 비율을 순서대로 비교하되, 상기 입력 이파리 영상과 비교되는 인식 후보 이파리 영상이 하나만 남아 분류가 완료되면 이후 비교는 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
17. The method of claim 16,
The classifier
The distance parameter may be obtained by averaging distance, standard deviation of distance, ZCR of distance, average of FFT values, standard deviation of FFT values, number of samples with FFT values above average, average of FFT phases, standard deviation of FFT phases, and FFT phases. Compare the ZCRs in order,
The shape parameters are compared in order of length and width ratio, circle shape similarity, rectangular shape similarity, length and circumference ratio, length width and circumference ratio, and leaf vein width ratio, and only one recognition candidate leaf image is compared with the input leaves image. When the classification of the boy is completed, the comparison is not performed after the plant classification system using automatic leaf image recognition.
제16항에 있어서,
상기 분류부는
상기 인식 후보 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플과 상기 입력 이파리 영상에 대한 FFT 값이 큰 상위 N개의 샘플을 비교하는 과정을 더 포함하되, 상기 인식 후보 이파리 영상의 N개의 샘플과 상기 입력 이파리 영상의 N개의 샘플의 순번과 순위를 비교하여 유사도가 가장 높은 인식 후보 이파리 영상을 최종 식물 분류로 선택하는 것을 특징으로 하는 이파리 영상 자동인식을 이용한 식물 분류 시스템.
17. The method of claim 16,
The classifier
Comparing the upper N samples having a large FFT value for the recognition candidate leaves image and the upper N samples having a large FFT value for the input leaves image, the N samples of the recognition candidate leaves image and the A plant classification system using leaf image automatic recognition, characterized in that the recognition candidate leaf image having the highest similarity is selected as the final plant classification by comparing the order and rank of N samples of the input leaf image.
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