PT105163A - NON-DESTRUCTIVE METHODOLOGY AND A DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE ARBOR-ARBUSTIVES AND THEIR APPLICATIONS - Google Patents

NON-DESTRUCTIVE METHODOLOGY AND A DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE ARBOR-ARBUSTIVES AND THEIR APPLICATIONS Download PDF

Info

Publication number
PT105163A
PT105163A PT105163A PT10516310A PT105163A PT 105163 A PT105163 A PT 105163A PT 105163 A PT105163 A PT 105163A PT 10516310 A PT10516310 A PT 10516310A PT 105163 A PT105163 A PT 105163A
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
area
vine
image
vigor
sticks
Prior art date
Application number
PT105163A
Other languages
Portuguese (pt)
Other versions
PT105163B (en
Inventor
Ana Alexandra Ribeiro Coutinho De Oliveira
Paula Cristina Ribeiro Coutinho De Oliveira
Joao Paulo Fonseca Da Costa Moura
Original Assignee
Univ Tras Os Montes E Alto Douro
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Tras Os Montes E Alto Douro filed Critical Univ Tras Os Montes E Alto Douro
Priority to PT105163A priority Critical patent/PT105163B/en
Priority to PCT/IB2010/055592 priority patent/WO2011158072A1/en
Publication of PT105163A publication Critical patent/PT105163A/en
Publication of PT105163B publication Critical patent/PT105163B/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30128—Food products

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UMA METODOLOGIA NÃO DESTRUTIVA PARA DETERMINAR O VIGOR E A EXPRESSÃO VEGETATIVA DAS ARBÓREO-ARBUSTIVAS CONDUZIDAS EM FORMAS PRESSAS DE SUPERFÍCIE (E. G. VIDEIRAS E ACTINIDEAS), INDEPENDENTEMENTE DA VARIEDADE. A METODOLOGIA CONSISTE NA AQUISIÇÃO DE UMA IMAGEM DIGITAL DA VIDEIRA (1), OBTIDA NO CAMPO, QUE É SUBMETIDA A UM TRATAMENTO DIGITAL (2), QUE PERMITE IDENTIFICAR, LOCALIZAR E ISOLAR A MARCA DE REFERÊNCIA (5), QUE IRÁ PERMITIR DETERMINAR A ÁREA DE UM PIXEL DA IMAGEM, E AS VARAS DA VIDEIRA (6), PARA CALCULAR A ÁREA TOTAL DAS VARAS. COM BASE NA ÁREA DE UM PIXEL, NA ÁREA TOTAL DAS VARAS, NO NÚMERO DE VARAS E NA RELAÇÃO POLINOMIAL, ENTRE A ÁREA MÉDIA DE UMA VARA E O PESO MÉDIO DE UMA VARA (3) É DETERMINADO O VIGOR E A EXPRESSÃO VEGETATIVA (4). O CAMPO DE APLICAÇÃO DESTA METODOLOGIA ENQUADRA-SE POR EXEMPLO NO SECTOR DA VITICULTURA.The present invention relates to a non-destructive method for determining the force and the vectorial expression of the airspeeds driven in the form of surface presses (E. G. Vinas and Actinides), regardless of the variance. THE METHODOLOGY CONSISTS OF THE ACQUISITION OF A DIGITAL IMAGE OF THE VINE (1) OBTAINED IN THE FIELD, WHICH IS SUBMITTED TO A DIGITAL TREATMENT (2), WHICH ALLOWS IDENTIFY, LOCALIZE AND ISOLATE THE REFERENCE MARK (5), WHICH WILL PERMIT TO DETERMINE THE AREA OF A PIXEL OF THE IMAGE, AND THE VARES OF THE VINE (6), TO CALCULATE THE TOTAL AREA OF THE STICKS. BASED ON THE AREA OF A PIXEL, THE TOTAL AREA OF THE STICKS, THE NUMBER OF STICKS AND THE POLYNOMIAL RELATIONSHIP BETWEEN THE AVERAGE AREA OF A STICK AND THE AVERAGE WEIGHT OF A STICK (3) VEGOR AND VEGETATIVE EXPRESSION ARE DETERMINED. ). THE FIELD OF APPLICATION OF THIS METHODOLOGY FOCUSES FOR EXAMPLE IN THE VITICULTURE SECTOR.

Description

11

DESCRIÇÃODESCRIPTION

"METODOLOGIA NÃO DESTRUTIVA E DISPOSITIVO PARA CALCULAR O VIGOR E A EXPRESSÃO VEGETATIVA DAS ARBÓREO-ARBUSTIVAS E SUAS APLICAÇÕES"" NON-DESTRUCTIVE METHODOLOGY AND DEVICE TO CALCULATE THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE ARBOR-ARBUSTIVES AND THEIR APPLICATIONS "

Dominio Técnico da Invenção O campo de acção desta metodologia enquadra-se no sector da Viticultura, auxiliando a avaliar o equilíbrio vegetativo/produtivo das videiras através do cálculo do vigor (definido na área cientifica da viticultura por "Estimativa do Vigor") e da expressão vegetativa. A determinação do vigor é um entre vários parâmetros, determinados na investigação técnico-científica, que reflecte o equilíbrio vegetativo/produtivo das videiras, directamente relacionado com a longevidade da mesma e com a capacidade produtiva e qualitativa das uvas.Technical Field of the Invention The field of action of this methodology is in the Viticulture sector, helping to evaluate the vegetative / productive balance of the vines by calculating the vigor (defined in the scientific area of viticulture by " Vigor Estimation ") and vegetative expression. The determination of vigor is one of several parameters determined in the technical-scientific investigation, which reflects the vegetative / productive balance of the vines, directly related to the longevity of the grape and the productive and qualitative capacity of the grapes.

Estado da Técnica 0 vigor de uma videira está associado à dinâmica do seu crescimento, sendo caracterizado por varas de diâmetro e comprimento elevados, com entrenós longos, associando ainda à grande emissão de netas, lançamentos secundários e de ladrões. As folhas assumem também uma maior superfície e tonalidade verde-escura (Champagnol, 1984; Fregoni, 1999; Magalhães, 2008, Toda, 2008). A estimativa do vigor é um de entre vários parâmetros vitivinícolas, indicadores do equilíbrio vegetativo/produtivo de uma videira, e consequentemente da qualidade (Toda, 2008).State of Technique The vigor of a vine is associated with the dynamics of its growth, being characterized by sticks of high diameter and length, with long internodes, associated with the large emission of net, secondary releases and thieves. The leaves also assume a larger surface and dark green tint (Champagnol, 1984; Fregoni, 1999; Magalhães, 2008, Toda, 2008). The estimate of vigor is one of several wine parameters, indicators of the vegetative / productive balance of a vine, and consequently of quality (Toda, 2008).

Uma poda equilibrada em termos de carga e correspondente 2 vigor, garante pois não só o melhor balanço entre a parte vegetativa e a produtiva para uma boa maturação visando a qualidade, mas também a potencialidade para uma regularidade de produções através dos anos, e um estado vegetativo correspondente à maior longevidade da videira (Magalhães, 2008).A balanced pruning in terms of load and corresponding vigor, therefore guarantees not only the best balance between the vegetative and the productive part for a good maturation aiming at the quality, but also the potentiality for a regularity of productions through the years, and a state vegetation corresponding to the greater longevity of the vine (Magalhães, 2008).

Uma poda equilibrada, visando um vigor médio, deve assim procurar estabelecer a máxima carga possivel compatível com uma redução mínima da capacidade da videira, referindo Toda (2008) que o número e olhos atribuídos por cepa influenciam directamente a área foliar, rendimento, qualidade e consequentemente o microclima do coberto vegetal.A balanced pruning, aiming at an average vigor, should therefore seek to establish the maximum possible load compatible with a minimum reduction of the capacity of the grapevine, referring to Toda (2008) that the number and eyes attributed by strain directly influence the leaf area, yield, quality and consequently the microclimate of the vegetal cover.

Quanto maior é a produtividade, menor é o vigor, ou seja, menor é a área foliar por lançamento e também a relação entre esta e o volume de produção (Champagnol, 1984; Toda, 2008). A quantidade de hidratos de carbono sintetizados nesse ano é canalizada em maior proporção para um superior número de cachos, reflectindo-se negativamente na quantidade armazenada nas reservas e consequentemente na capacidade da videira produzir no ano seguinte. Magalhães (2008) acrescenta ainda que uma baixa produtividade associada a carga insuficiente, não conduz necessariamente a melhores maturações e qualidade de vindima, devido à baixa área foliar estabelecida e elevado vigor das varas.The higher the productivity, the lower the vigor, that is, the lower the leaf area per release and also the relation between the leaf area and the volume of production (Champagnol, 1984; Toda, 2008). The amount of carbohydrates synthesized this year is channeled in greater proportion to a higher number of bunches, reflecting negatively on the amount stored in the reserves and consequently on the capacity of the vine to produce the following year. Magalhães (2008) also adds that a low productivity associated with insufficient load does not necessarily lead to better ripeness and vintage quality due to the low leaf area established and the high vigor of the rods.

Sempre que o vigor é muito elevado, fruto nomeadamente de condições de grande fertilidade do solo ou da execução de poda muito severa, o excessivo adensamento da vegetação consequente (Murisier & Zufferey, 2005), cria condições microclimáticas desfavoráveis à diferenciação a nível dos 3 gomos (temperatura e intensidade luminosa baixas) (Reynolds et al, 2007) . Por outro lado, sempre que o vigor é muito reduzido, por baixa fertilidade do solo, poda excessivamente longa ou ocorrência de doenças/acidentes vários, a diferenciação é igualmente afectada, neste caso, pela carência de hidratos de carbono (Colova et al, 2007) produzidos pela escassa área foliar e das reservas acumuladas nas partes vivazes da cepa (Kliewer & Dokoozlian, 2005).When the vigor is very high, due in particular to conditions of high soil fertility or very severe pruning, the excessive accumulation of the vegetation (Murisier & Zufferey, 2005) creates microclimatic conditions that are unfavorable to soil differentiation. buds (low temperature and light intensity) (Reynolds et al, 2007). On the other hand, when the vigor is very low, due to low soil fertility, excessive pruning or occurrence of various diseases / accidents, the differentiation is also affected, in this case, by the lack of carbohydrates (Colova et al, 2007). ) produced by the sparse leaf area and accumulated reserves in the vivid parts of the strain (Kliewer & Dokoozlian, 2005).

Podemos então dizer que dependendo do vigor e da expressão vegetativa que uma videira apresente, devemos estabelecer a carga ideal a atribuir à mesma, de modo a que por um lado, se explore a máxima capacidade produtiva da videira, e por outro, não se excedam as suas potencialidades qualitativas (Leeuwen et al, 2009) . Tudo isto consegue-se com o estabelecimento de um vigor médio. A estimativa do vigor (expressa na prática vitivinícola pelo peso médio de uma vara de poda) e a expressão vegetativa (expressa na prática vitivinicola pelo peso de lenha de poda) , são face ao exposto indicadores do estado de todo o sistema de condução (Oliveira, 2003).We can then say that depending on the vigor and the vegetative expression that a vine presents, we must establish the ideal charge to be attributed to it, so that, on the one hand, the maximum productive capacity of the vine is explored, and on the other hand, their qualitative potentialities (Leeuwen et al, 2009). All this is achieved with the establishment of an average vigor. The estimation of vigor (expressed in winemaking practice by the average weight of a pruning stick) and the vegetative expression (expressed in winemaking practice by the weight of pruning wood), are in relation to the above indicators of the state of the entire conduction system (Oliveira , 2003).

De acordo com a Figura 2, uma videira é constituída por tronco (7), braços (8) e varas (6). As varas são constituídas por gomos (9) que garantem ano após ano uma nova rebentação da videira e consequentemente novas varas.According to Figure 2, a vine is constituted by trunk (7), arms (8) and poles (6). The rods are constituted by buds (9) that guarantee year after year a new surfing of the vine and consequently new rods.

Anualmente, durante o período de repouso vegetativo da videira (período durante o qual a videira se apresenta sem folhas), é necessário proceder-se à realização da operação 4 poda. Esta operação, consiste em remover (cortar) as varas que se desenvolveram nesse ano, com recurso a uma tesoura de poda, mantendo na videira o tronco, braços e somente a porção das varas com o número de gomos aceitáveis para o desenvolvimento de novas varas (a partir dos gomos), que se considere serem os ideais para garantir uma boa produção e qualidade das uvas. 0 número de gomos a deixar em cada videira é o correspondente à obtenção de um vigor médio, pois só assim se consegue uma longevidade da mesma e uma boa produtividade e qualidade das uvas.Annually, during the vegetative rest period of the vine (period during which the vine is without leaves), it is necessary to carry out the operation 4 pruning. This operation consists in removing (cutting) the sticks that were developed that year, using a pruning shears, keeping in the vine the trunk, arms and only the portion of the sticks with the number of acceptable buds for the development of new poles (from the buds), which are considered to be the ideal ones to guarantee a good production and quality of the grapes. The number of buds to be left in each vine is the corresponding to obtaining an average vigor, because only this way one obtains a longevity of the same and a good productivity and quality of the grapes.

Em termos científicos, quando queremos avaliar o vigor de uma videira, procedemos do seguinte modo: D Na altura da realizaçao da operação poda, em campo e com recurso a tesoura de poda, balança e papel de registo de dados, podamos a videira (retiramos as varas que se desenvolveram nesse ano, deixando unicamente na videira a porção da vara com o número de gomos que consideramos conduzir-nos a um vigor equilibrado na rebentação do ano seguinte). 2) As varas são retiradas dos arames, são contadas e pesadas com o auxilio de uma balança. Registam-se os valores em papel. 3) Em gabinete, procede-se ao cálculo da "Estimativa do Vigor", expresso em gramas, ou seja, calcula-se o peso médio de uma vara (peso total das varas de poda, também denominado de expressão vegetativa, a dividir pelo número de varas).In scientific terms, when we want to evaluate the vigor of a vine, we proceed as follows: D At the time of the operation pruning, in the field and with the use of pruning shears, scales and data recording paper, we can the vine the rods that developed that year, leaving only the portion of the rod with the number of buds that we consider to lead us to a balanced vigor in the following year's surf.) 2) The rods are removed from the wires, counted and weighed with the aid of a scale. The values on paper are recorded. 3) In the cabinet, calculate the "Vigor Estimate", expressed in grams, that is, calculate the average weight of a rod (total weight of pruning sticks, also called vegetative expression, to divide by the number of rods).

Este procedimento utilizado no sector técnico-científico da área da viticultura, além de ser uma "Estimativa do vigor", 5 na medida em que existe sempre uma porção das varas que não é retirada (porção com gomos que fica na videira para garantir a rebentação do ano seguinte), é um método: 1) Moroso, dado que cientificamente em ensaios de campo necessitamos muitas vezes de efectuar o cálculo da "Estimativa do vigor" em pelo menos 50 videiras. 2) Dependente do podador e da data em que se efectua a poda das videiras, ou seja, muitas vezes precisamos de determinar o vigor das videiras, mas como o podador não tem disponibilidade para efectuar a poda das videiras à data em que desejaríamos, temos que esperar pelo mesmo. 0 cálculo da "Estimativa do Vigor", avaliado pelo peso médio de uma vara de poda, está directamente relacionado com o diâmetro das varas, ou seja:This procedure is used in the technical-scientific sector of viticulture, in addition to being a " Vigature estimation ", 5 since there is always a portion of the rods that is not removed (a portion with buds that stays on the vine to ensure the following year), is a method: 1) Delayed, given that scientifically in field trials we often need to calculate the " Strength Estimate " in at least 50 vines. 2) Dependent on the pruner and the date of pruning of the vines, that is, we often need to determine the vigor of the vines, but since the pruner is not available to prune the vines at the time we would like to, we have We wait for it. The calculation of " Vigor Estimate ", evaluated by the average weight of a pruning stick, is directly related to the diameter of the sticks, ie:

Aquando da realização da poda podemos ter 3 situações: 1) As varas são de diâmetro elevado (observação visual em campo), empiricamente, associamos que o vigor é elevado, e ao podarmos a videira, aumentamos o número de gomos relativamente aos deixados no ano anterior, para que a videira no ano seguinte manifeste um vigor médio. 2) As varas são de diâmetro médio (observação visual em campo), empiricamente, associamos que o vigor é equilibrado, e ao podarmos a videira, mantemos o número de gomos deixados no ano anterior, para que a videira no ano seguinte continue a manifestar um vigor médio.When performing the pruning we can have 3 situations: 1) The sticks are of high diameter (visual observation in the field), empirically, we associate that the vigor is high, and when we prune the vine, we increase the number of buds compared to those left in the year previous year, so that the vine in the following year shows an average vigor. 2) The sticks are of medium diameter (visual observation in the field), empirically, we associate that the vigor is balanced, and when we prune the vine, we keep the number of buds left in the previous year, so that the vine the next year continues to manifest an average force.

As varas são de diâmetro baixo (observação visual em campo), empiricamente, associamos que o vigor 3) 6 é baixo, e ao podarmos a videira, diminuímos o número de gomos relativamente aos deixados no ano anterior, para que a videira no ano seguinte manifeste um vigor médio.The sticks are of low diameter (visual observation in the field), empirically, we associate that the vigor 3) 6 is low, and when we prune the vine, we diminish the number of buds compared to those left in the previous year, so that the vine the following year medium force.

Em função das metodologias existentes, o valor expresso em gramas, da "Estimativa do vigor" para as três situações referidas anteriormente , só é possível obter após a realização da operação poda, ou seja, após já se ter definido, por observação visual, ( o número de gomos que se deixa na videira. 0 documento WO9917606 divulga um método e um aparelho que permite determinar a altura em que se deve fazer o tratamento da vegetação, por aplicação de fertilizantes no solo e pulverização das plantas com pesticidas, em função do estado da vegetação. A metodologia utilizada neste documento baseia-se no nível de radiação electromagnética ao nível do pixel da imagem digital que, através da obtenção de uma imagem por meio de uma câmara de CCD (charge-coupled device) e análise da mesma, permite dividir a imagem em subáreas espectrais e, com base na quantidade de vegetação por subárea é determinado o modo de tratamento e manutenção da vegetação. 0 documento WO9612401 divulga um controlador de pulverização de plantas, que tem como base um detector que, através de uma metodologia baseada num sensor de cor RGB (Vermelho, Verde, Azul), permite determinar a altura em que se deve pulverizar a planta. 0 objectivo é determinar se a área excede um determinado nível de cor permitindo avaliar, por comparação de pixéis, se é considerada verde e se a 7 planta necessita de pulverização. 0 documento CN101298986 divulga uma metodologia que permite a medição da área das plantas de folha larga e que permite medir a desidratação da planta, com base na área de uma folha a partir de uma imagem digital. A principal aplicação desta metodologia é na área de investigação cientifica. 0 documento UA21864 divulga um método que permite determinar a área foliar de uma planta. A metodologia é baseada em imagens digitais das folhas da planta e na imagem de uma amostra de referência, sendo a área foliar calculada com base no número de pixéis das imagens das folhas.Based on the existing methodologies, the value expressed in grams of the " Strength Estimate " for the three situations mentioned above, it is only possible to obtain after the pruning operation, that is to say, after having already defined, by visual observation, (the number of buds left on the vine). WO9917606 discloses a method and a which allows the determination of the height at which the vegetation treatment is to be carried out, the application of fertilizers in the soil and the spraying of the plants with pesticides, depending on the state of the vegetation The methodology used in this document is based on the level of electromagnetic radiation level of the pixel of the digital image that, by obtaining an image by means of a CCD camera (charge-coupled device) and analyzing it, allows dividing the image into spectral subareas and, based on the amount of vegetation per subarea, is WO 9612401 discloses a plant spraying controller, which is based on a method of treating and maintaining vegetation. detector which, through a methodology based on an RGB color sensor (Red, Green, Blue), allows to determine the height at which the plant should be sprayed. The objective is to determine if the area exceeds a certain color level allowing to evaluate, by pixel comparison, whether it is considered green and whether the plant needs spraying. CN101298986 discloses a methodology that enables the measurement of the broad leaf area of plants and which allows measuring the dehydration of the plant based on the area of a leaf from a digital image. The main application of this methodology is in the area of scientific research. Document UA21864 discloses a method for determining the leaf area of a plant. The methodology is based on digital images of the leaves of the plant and the image of a reference sample, the leaf area being calculated based on the number of pixels of the leaf images.

Descrição A presente invenção consiste num novo método para calcular o vigor e a expressão vegetativa de uma videira com base numa fotografia digital, realizada antes da poda. A imagem da videira é obtida no campo, usando uma máquina fotográfica digital, não necessitando esta de possuir caracteristicas especiais. A imagem é submetida a um tratamento digital de forma a identificar, localizar e isolar uma marca de referência, com dimensões conhecidas que irá permitir determinar a área de um pixel da imagem, e as varas da videira, que irá permitir calcular a área total das varas. Seguidamente é determinada a área média por vara e calculado o vigor com base numa relação entre a Área Média de uma vara e o Peso Médio de uma vara. Esta relação foi obtida através de ensaios que consistiram em medições das áreas das varas das videiras e os respectivos pesos. A expressão vegetativa é calculada multiplicando o valor do vigor obtido pelo número de varas da videira. 8Description The present invention is a novel method for calculating the vigor and vegetative expression of a vine based on a digital photograph taken before pruning. The image of the vine is obtained in the field, using a digital camera, not needing this to possess special characteristics. The image is subjected to a digital treatment in order to identify, locate and isolate a reference mark, with known dimensions that will allow determining the area of a pixel of the image, and the sticks of the vine, which will allow to calculate the total area of the images. sticks The average area per rod is then determined and the force calculated based on a relation between the Mean Area of a rod and the Mean Weight of a rod. This relationship was obtained through tests that consisted of measurements of the areas of the vines and their respective weights. The vegetative expression is calculated by multiplying the value of the vigor obtained by the number of sticks of the vine. 8

Pretende este trabalho apresentar uma nova metodologia, não destrutiva, com base em imagens digitais que permita determinar o vigor e a expressão vegetativa, diminuindo a morosidade de trabalho relacionada com o registo dos dados em campo, bem como dispensar: 1) 0 podador. 2) Restrição no tempo (dia). 3) Equipamento (balança, tesoura de poda e papel de registo) e trabalhadores para auxiliar na determinação do peso das varas no campo.This work intends to present a new methodology, non destructive, based on digital images that allows to determine the vigor and the vegetative expression, reducing the slowness of work related to the recording of data in the field, as well as dispensing: 1) The pruner. 2) Restriction in time (day). 3) Equipment (scale, pruning shears and recording paper) and workers to assist in determining the weight of the rods in the field.

Com esta nova metodologia, qualquer técnico ou investigador na área da viticultura pode por si só, com recurso a uma máquina fotográfica digital calcular o vigor e a expressão vegetativa de uma(s) videira(s) sem ser necessário esperar pela altura da realização da poda.With this new methodology, any technician or researcher in the area of viticulture can by itself, using a digital camera, calculate the vigor and vegetative expression of a vine (s) without having to wait for the pruning

Descrição detalhada da invenção 0 método da presente invenção consiste em calcular o peso médio por vara (vigor) e o peso total das varas (expressão vegetativa) de uma videira, a partir de uma imagem digital.Detailed Description of the Invention The method of the present invention is to calculate the average weight per stick (vigor) and the total weight of the sticks (vegetative expression) of a vine, from a digital image.

Seguidamente são apresentadas as diferentes fases que constituem o método para a determinação do peso médio por vara de uma videira (vigor) e do peso total das varas (expressão vegetativa): 1. Aquisição da imagem digitalThe different phases that constitute the method for determining the average weight per vine of a vine (vigor) and the total weight of the sticks (vegetative expression) are as follows: 1. Acquisition of the digital image

As imagens são adquiridas no campo (vinha) . Para a sua aquisição, as videiras são identificadas, através de um número, e preparadas de forma a conterem apenas as varas do 9 ano. Para tal, sao retirados todos os ramos oriundos das varas do ano, isto é, foram retiradas todas as netas.The images are acquired in the field (vineyard). For their acquisition, the vines are identified by a number and prepared to contain only the 9 year sticks. For this, all the branches from the sticks of the year are removed, that is, all the net have been withdrawn.

Seguidamente são obtidas as imagens usando uma máquina digital, um pano branco, colocado atrás da videira só com as varas do ano (6) , e uma marca de referência (5) de dimensão 15x2 Ocm que foi colocada num dos arames como podemos observar na figura 3.Then the images are obtained using a digital machine, a white cloth, placed behind the vine only with the sticks of the year (6), and a reference mark (5) of dimension 15x2 Ocm that was placed in one of the wires as we can observe in the figure 3.

Neste caso foi utilizada uma Sony DSC-H1 com um sensor CCD de 5.1 megapixéis. Contudo, uma vez que não existem requisitos quanto às caracteristicas especificas para a máquina digital, pode ser utilizada qualquer máquina.In this case a Sony DSC-H1 with a 5.1 megapixel CCD sensor was used. However, since there are no requirements regarding the specific characteristics for the digital machine, any machine can be used.

As imagens obtidas no campo possuem as seguintes caracteristicas: imagens a cores (RGB-Red Green Blue) no formato JPEG (.jpg) e com 2048x1536 pixéis. 2. Tratamento da imagem, da marca de referência e das varas. O tratamento das imagens foi efectuado utilizando a Image Processing ToolBox do MATLAB, podendo ser efectuado com qualquer outra ferramenta. a) Ocultação do tronco e braços da videiraThe images obtained in the field have the following characteristics: color images (RGB-Red Green Blue) in the format JPEG (.jpg) and with 2048x1536 pixels. 2. Treatment of image, reference mark and rods. The images were processed using MATLAB Image Processing ToolBox, which can be done with any other tool. a) Concealment of the trunk and arms of the vine

Na imagem original (Figura 3) é pintado de azul (RGB = 0,0,150) o tronco (7) e os braços (8) da videira, obtendo uma nova imagem como mostra a Figura 4. b) Segmentação da marca de referênciaIn the original image (Figure 3) the trunk (7) and the arms (8) of the vine are painted blue (RGB = 0,0,150), obtaining a new image as shown in Figure 4. b) Segmentation of the reference mark

Para determinar a área correspondente a um pixel é necessário isolar a marca de referência. Para tal é 10 efectuada uma Binarização usando o canal Vermelho (Red) na qual todos os pixéis com o valor, do canal vermelho, superior a 220 correspondem à marca, resultando numa nova imagem como mostra a Figura 5.To determine the area corresponding to a pixel, it is necessary to isolate the reference mark. To this end a Binarization is performed using the Red (Red) channel in which all pixels with the value of the red channel greater than 220 correspond to the mark, resulting in a new image as shown in Figure 5.

Esta imagem é submetida a uma filtragem do tipo Median Filtering com uma mascara 10x10 para a remoção de algum ruido que possa conter. O resultado é uma imagem sem ruído, como mostra a Figura 6.This image is subjected to a Median Filtering filtering with a 10x10 mask to remove any noise it may contain. The result is a noiseless image, as shown in Figure 6.

Esta imagem vai servir para calcular a área de um pixel, necessária aquando da determinação do vigor (descrito no ponto 4). c) Segmentação das varas da videira.This image will be used to calculate the area of a pixel, necessary when determining the strength (described in section 4). c) Segmentation of the sticks of the vine.

Para determinar a área correspondente às varas é necessário isolar estas da imagem (Figura 4). Para tal são efectuadas as seguintes operações: remoção da marca de referência (5), extracção do fundo e segmentação das varas (6) da videira. A esta imagem RGB, é subtraída a marca de referência (5), ou seja, os pixéis correspondentes à marca são colocados a branco.To determine the area corresponding to the rods it is necessary to isolate these from the image (Figure 4). To do this, the following operations are carried out: removal of the reference mark (5), extraction of the bottom and segmentation of the sticks (6) of the vine. To this RGB image, the reference mark (5) is subtracted, that is, the pixels corresponding to the mark are set to white.

Seguidamente é extraído o fundo e a área (10) que oculta o tronco e os braços efectuando uma Filtragem usando o canal Azul (Blue) na qual todos os pixéis com o valor, do canal azul, superior a 100 são colocados a branco, dado que correspondiam ao fundo. O resultado é numa imagem como mostra a Figura 7.The bottom and the area (10) which conceals the trunk and the arms are then extracted by performing Filtering using the Blue (Blue) channel in which all pixels with the blue channel value of greater than 100 are blanked, given which corresponded to the fund. The result is in an image as shown in Figure 7.

Esta imagem é convertida para uma imagem em tons de 11 cinzento e posteriormente sujeita a uma Binarização com o nível de Threshold de 0,5. Esta última operação resulta numa imagem na qual todos os pixéis que possuem uma luminância superior ao nível de Threshhold são colocados a branco e os inferiores colocados a preto. À imagem a preto e branco é aplicado um conjunto de máscaras com o objectivo de isolar as varas. A Figura 8 apresenta este conjunto de máscaras, onde podemos observar as marcas (representadas com Q) e os respectivos preenchimentos (representados comi ) 0 resultado da aplicação das referidas máscaras é uma imagem como mostra a Figura 9. A partir desta imagem e usando a função bwlabel do Matlab, são identificados todos os polígonos existentes na imagem e registadas as respectivas áreas em pixéis. Na Figura 10, apresenta-se a imagem resultante da identificação dos polígonos, estando estes representados a cores diferentes. A partir desta imagem, é criada a imagem final com as varas, extraindo todos os polígonos cujas áreas possuem um valor inferior a 1500 pixéis. Seguidamente é aplicada uma filtragem do tipo Median Filtering com uma máscara 3x3. Pretende-se com estas operações retirar algum ruído ainda existente na imagem. O resultado é uma imagem como mostra a Figura 11. 3. Relação entre a Área Média de uma vara e o Peso Médio de uma vara. A relação entre a Área Média por vara e o Peso Médio por 12 vara de uma videira é obtida seguindo a seguinte metodologia: a) Determinação do Peso Médio por vara: este valor corresponde ao vigor da videira e foi obtido recorrendo ao método tradicional. Ou seja, para cada uma das videiras identificadas, foram cortadas e pesadas as suas varas e dividido o peso total das varas pelo número de varas.This image is converted to an image in gray tones and then subjected to a Binarization with the Threshold level of 0.5. This last operation results in an image in which all the pixels that have a luminance higher than the level of Threshhold are placed in white and the inferior ones placed in black. In the black and white image a set of masks is applied in order to isolate the rods. Figure 8 shows this set of masks, where we can see the marks (represented by Q) and the respective fills (represented as). The result of applying the said masks is an image as shown in Figure 9. From this image and using the Matlab's bwlabel function, all polygons in the image are identified and their pixel areas are registered. Figure 10 shows the image resulting from the identification of the polygons, which are represented in different colors. From this image, the final image with the sticks is created, extracting all the polygons whose areas are less than 1500 pixels. Then a Median Filtering type filtering with a 3x3 mask is applied. It is intended with these operations to remove some noise still existing in the image. The result is an image as shown in Figure 11. 3. Relation between the Mean Area of a rod and the Mean Weight of a rod. The relation between the Average Area per stick and the Average Weight per 12 vara of a vine is obtained following the following methodology: a) Determination of the Average Weight per stick: this value corresponds to the vigor of the vine and was obtained using the traditional method. That is, for each of the identified vines, their sticks were weighed and weighed and the total weight of the sticks divided by the number of sticks.

Vigor = Peso Médio por VaraVigor = Average Weight per Rod

Peso Total das Varas N° Varas (I) b) Determinação da Área Média por vara: para cada uma das videiras identificadas, foram digitalizadas todas as suas varas. As varas foram cortadas em troços com 20 a 25cm de comprimento para serem digitalizadas num scanner A4. As imagens resultantes foram tratadas de forma a obter a área total das varas para cada videira. A Área Média por vara é obtida pela soma das áreas das varas de uma videira e dividindo pelo número de varas. A área de cada um dos troços digitalizados é determinada da seguinte forma: - sendo conhecidos a área de scanner e o tamanho da matriz da imagem digitalizada, é determinado a área correspondente a um pixel na imagem; - a imagem digitalizada (RGB) é convertida numa imagem HSV e submetida a uma Binarização através do Canal S com o nivel de threshold 0.15, obtendo desta forma uma imagem a preto e branco; - a área do troço da vara corresponde ao número de pixéis pretos multiplicado pela área correspondente a um pixel. 13 A Área Média por vara de uma videira é obtida pela soma das áreas dos troços de todas as varas da videira e dividindo este valor pelo número total de varas. , V Áreas dos Troços Área Média por Vara = —- (II) F N° Varas uma função por vara e de segundoTotal Weight of Rods No. Rods (I) b) Determination of Average Area per rod: for each of the identified vines, all rods were digitized. The rods were cut into lengths of 20 to 25cm in length to be scanned on an A4 scanner. The resulting images were treated in order to obtain the total area of the sticks for each vine. The Average Area per stick is obtained by summing the areas of the sticks of a vine and dividing by the number of sticks. The area of each of the digitized sections is determined as follows: - the scanner area and the size of the matrix of the scanned image being known, the area corresponding to a pixel in the image is determined; - the scanned image (RGB) is converted into an HSV image and subjected to a Binarization through Channel S with the threshold level 0.15, thus obtaining a black and white image; - the area of the beam section corresponds to the number of black pixels multiplied by the area corresponding to one pixel. 13 The Average Area per pole of a vine is obtained by summing the areas of the sections of all the sticks of the vine and dividing this value by the total number of poles. , V Areas of Slices Average Area per Rod = - (II) F N ° Rods one function per rod and second

Dos valores obtidos nestes ensaios chegou-se a que caracteriza a relação entre a Área Média Peso Médio por vara. Esta função é um polinómio grau, como mostra a equação seguinte: f(x) = 0,0047x2 + 0,2254x + 0,0474 (III)From the values obtained in these tests we came to characterize the relation between the Mean Area Mean Weight per rod. This function is a polynomial degree, as shown by the following equation: f (x) = 0.0047x2 + 0.2254x + 0.0474 (III)

Onde: x corresponde à Área Média por Vara e f(x) corresponde ao Peso Médio por Vara. 4. Determinação do Vigor A determinação do Vigor é efectuada da seguinte forma: a) Determinação da área de um pixel da imagem através da imagem resultante da Segmentação da marca de referência (Figura 6) usando a seguinte fórmula: V Pixéis Pretos Área do pixel = -=½- (IV) Área da MarcaWhere: x corresponds to the Average Area per Rod and f (x) corresponds to the Average Weight per Rod. 4. Determination of the Stamina The determination of Stamina is done as follows: a) Determination of the area of a pixel of the image through the image resulting from the Segmentation of the reference mark (Figure 6) using the following formula: V Black pixels Pixel area = - = ½- (IV) Brand Area

Onde: A Área da Marca = 20xl5=300cm2 b) Determinação da área total das varas através da Imagem Final (Figura 11) usando a seguinte fórmula: 14 Área Total das Varas = Pixéis Pretos)x Área do Pixel (V) c) Determinação da Área Média por vara da videira usando a seguinte fórmula: x w,, Área Total das VarasThe area of the Mark = 20xl5 = 300cm2 b) Determination of the total area of the sticks through the Final Image (Figure 11) using the following formula: 14 Total Area of the Sticks = Black Pixels x Pixel Area (V) c) Determination of the Average Area per vine stem using the following formula: xw ,, Total Rod Area

Area Media por Vara =- (VI) N° Varas d) Finalmente é determinado o vigor aplicando a função encontrada para a casta Touriga Nacional: /(Jc) = 0,0047jc1 2 + 0,2254* + 0,0474 (III)(D) Finally, the vigor is determined by applying the function found for the Touriga Nacional variety: / (Jc) = 0.0047jc1 2 + 0.2254 * + 0.0474 (III)

Onde: * corresponde à Área Média por Vara e /(*) corresponde ao VigorWhere: * corresponds to the Average Area per Rod and / (*) corresponds to Vigor

Pode-se observar na Figura 12, um exemplo da apresentação dos resultados para a determinação do Vigor de uma videira. 5. Determinação da Expressão Vegetativa A determinação da Expressão Vegetativa é calculada multiplicando o valor do Vigor obtido anteriormente pelo número total de varas da videira.It can be seen in Figure 12, an example of the presentation of the results for the determination of the Vigor of a vine. 5. Determination of Vegetative Expression The determination of Vegetative Expression is calculated by multiplying the value of the Vigor previously obtained by the total number of sticks of the vine.

Na Figura 1 estão representados diferentes blocos, cada um com uma funcionalidade específica, descrita seguidamente: 1In Figure 1 different blocks are represented, each with a specific functionality, described below:

Aquisição da imagem digital (1): A imagem da videira é obtida no campo, usando uma máquina fotográfica 2 digital;Acquisition of the digital image (1): The image of the vine is obtained in the field, using a digital camera 2;

Claims (4)

15 Tratamento da imagem, da marca de referência e das varas (2): A imagem é submetida a um tratamento digital de forma a identificar, localizar e isolar a marca de referência, com dimensões conhecidas que irá permitir determinar a área de um pixel da imagem, e as varas da videira, que irá permitir calcular a área total das varas;(2): The image is subjected to a digital treatment in order to identify, locate and isolate the reference mark, with known dimensions that will allow the determination of the area of one pixel of the image. image, and the sticks of the vine, which will allow to calculate the total area of the sticks; 3. Relação entre a Área Média de uma vara e o Peso Médio de uma vara (3): relação polinomial, previamente obtida através ensaios que consistiram em medições das áreas das varas das videiras e os respectivos pesos;3. Relationship between the mean area of a rod and the average weight of a rod (3): polynomial relation, previously obtained through tests that consisted of measurements of the areas of the rods of the vines and the respective weights; 4. Processo de cálculo do Vigor (4) : com base na área de um pixel, na área total das varas, no número de varas e na relação, entre a Área Média de uma vara e o Peso Médio de uma vara, é calculado o vigor;4. Stamina calculation process (4): based on the area of a pixel, the total area of the rods, the number of rods and the ratio between the Mean Area of a rod and the Mean Weight of a rod, is calculated vigor; 5. Resultados: vigor e expressão vegetativa calculada com base no valor do vigor obtido e no número total de varas. Sumário da invenção É objectivo da presente invenção definir uma metodologia, não destrutiva e aplicável antes da poda, para determinação do vigor e da expressão vegetativa das arbóreo-arbustivas conduzidas em formas pressas de superfície, através dos seguintes passos: a) aquisição de imagem digital obtida no campo; b) tratamento da imagem de modo a identificar, localizar e isolar a marca de referência e as varas; c) determinação da área de um pixel da imagem; d) determinação da área total das varas e da área média por vara; 16 e) aplicação da relação polinomial entre a área média de uma vara e o peso médio de uma vara; e f) determinação do vigor e da expressão vegetativa, com base na área de um pixel, na área total das varas, no número de varas e na relação obtida na alínea e) . Numa realização preferencial da presente metodologia, tratamento da imagem realizado na alínea b) referida anteriormente compreende os seguintes passos: i. ocultação do tronco e dos braços; ii. segmentação da marca de referência por binarização; iii. segmentação das varas. Numa outra realização preferencial, a relação polinomial entre a área média por vara e o peso médio por vara, aplicada na alínea e) da metodologia apresentada, é obtida através dos seguintes passos: i. determinação do Peso Médio por vara; ii. determinação da Área Média por vara; iii. determinação do polinómio. Ainda noutra realização preferencial, a relação polinomial entre a área média por vara e o peso médio por vara aplicada na alínea e) é a seguinte: /(a) = 0,0047r2 + 0,2254a+ 0,0474 em que: A corresponde à área média por vara e f (x) corresponde ao peso médio por vara. Numa realização preferencial a relação polinomial é 17 aplicada à casta de Touriga Nacional. Um outro objectivo da presente invenção é um dispositivo para aplicação da metodologia definida anteriormente, que compreende os seguintes elementos: - câmara fotográfica digital; - processador; - ecrã; e - sistema operativo. É ainda objectivo da presente invenção a utilização da metodologia e do dispositivo definidos na avaliação do equilíbrio vegetativo/produtivo das arbóreo-arbustivas; na avaliação da longevidade das arbóreo-arbustivas; e na avaliação da capacidade produtiva e qualitativa das arbóreo-arbustivas. Exemplos Para uma mais fácil compreensão da invenção descrevem-se de seguida exemplos de realizações preferenciais do invento, as quais, contudo, não pretendem, limitar o objecto da presente invenção. Exemplo de determinação da relação polinomial utilizando 6 videiras da casta Touriga Nacional Para a obtenção da relação polinomial entre a área média e o peso médio por vara de uma videira foram efectuados ensaios em 6 videiras da casta Touriga Nacional, situadas na Região Demarcada do Douro. 18 0 critério da escolha das videiras foi que estas tivessem uma estimativa de vigor baixo, médio e alto, de forma a abranger toda a gama de valores. A relação polinomial entre a Area Média por vara e o Peso Médio por vara de uma videira da casta Touriga Nacional foi obtida seguindo a seguinte metodologia: b) Determinação do Peso Médio por vara: este valor corresponde à estimativa do vigor da videira recorrendo ao método tradicional. Ou seja, para cada uma das videiras identificadas, foram cortadas e pesadas as suas varas e dividido o peso total da videira pelo número de varas. Vigor = Peso Médio por Vara = Peso Total das Varas N° Varas Os resultados obtidos são apresentados na tabela seguinte: Tabela 1 - Estimativa do vigor pelo método tradicional Videira Na Varas Peso total (gr. ) Peso/Na Varas (gr. ) Vd. 2 12 266,81 22,23 Vd.3 10 639,76 63,98 Vd. 5 13 959,68 73,82 Vd. 4 9 811,26 90, 14 Vd. 6 9 1042,01 115,78 Vd. 1 8 1103,89 137,99 c) Determinação da Área Média por vara: para cada uma das videiras identificadas, foram digitalizadas todas as suas varas. As varas foram cortadas em troços com 20 a 25cm de comprimento para serem digitalizadas num scanner A4. As imagens resultantes foram tratadas de forma a obter a área total das varas para cada videira. A Área Média por vara é obtida pela soma das áreas das varas de uma videira e 19 dividindo pelo número de varas. A área de cada um dos troços digitalizados é determinada da seguinte forma: - sendo conhecidos a área de scanner e o tamanho da matriz da imagem digitalizada, é determinado a área correspondente a um pixel na imagem; - a imagem digitalizada (RGB) é convertida numa imagem HSV e submetida a uma Binarização através do Canal S com o nivel de threshold 0.15, obtendo desta forma uma imagem a preto e branco; - a área do troço da vara corresponde ao número de pixéis pretos multiplicado pela área correspondente a um pixel. A Área Média por vara de uma videira é obtida pela soma das áreas dos troços de todas as varas da videira e dividindo este valor pelo número total de varas. „ V Áreas dos Troços Área Média por Vara = —- N° Varas Os resultados obtidos são apresentados na tabela seguinte: Tabela 2 - Área média por vara para cada uma das videiras Videira Ns Varas Área total (cm2) Área/Na Varas (cm2) Vd.2 12 580,22 48,35 Vd.3 10 952,68 95,27 Vd.5 13 1379,23 106,09 Vd. 4 9 1029,77 114,42 Vd. 6 9 1202,26 133,58 Vd. 1 8 1197,40 149,68 d) Dos valores obtidos nestes ensaios verificou-se que 20 o comportamento do peso em função do número de varas era idêntico ao da área em função do número de varas, como mostra a figura 13. e) Dado o resultado descrito na alínea anterior, chegou-se à conclusão que deveria existir uma relação entre a Área Média por vara e o Peso Médio por vara. Desta forma encontrou-se uma função que corresponde a um polinómio de segundo grau, como mostra a figura 14. Ou seja, o polinómio: f(x) = 0,0047/ + 0,2254* + 0,0474 Representa a relação entre a Área Média por vara e o Peso Médio por vara (vigor), onde: λ:corresponde à Área Média por Vara e f (x) corresponde ao Peso Médio por Vara. Na Tabela 3 apresentam-se os valores, para cada uma das videiras, do Peso Médio por vara calculado pelo método tradicional e os obtidos através do polinómio f (x). Tabela 3 - Peso médio por vara através do método tradicional e da aplicação do polinómio f (x) Videira Área/N° Varas (cm2) f(x) = Peso/N° Varas (gr.) Peso/N° Varas (gr.) Vd.2 48,35 21,93 22,23 Vd.3 95,27 64,18 63,98 Vd.5 106,09 76,86 73,82 Vd.4 114,42 87,37 90,14 Vd.6 133,58 114,03 115,78 Vd.l 149,68 139,08 137,99 21 Os valores obtidos, usando o método tradicional e usando o polinómio, apresentam uma correlação de 0,998. Exemplo prático de aplicação do método na determinação do vigor e da expressão vegetativa numa videira da casta Touriga Nacional Foi tirada a fotografia digital à videira, da casta Touriga Nacional, no campo e, de acordo com o algoritmo apresentado na Figura 15, nesta imagem digital da videira foi: - Ocultado o tronco e os braços da videira (11); - Obtida a imagem segmentada com a marca de referência (12) ; - Obtido o valor da área de um pixel da imagem (13); - Obtida a imagem segmentada com as varas da videira (14) ; - Obtido o valor da área média por vara da videira (15); - Através da relação polinomial (16) é determinado o vigor (17). Na tabela seguinte são apresentados: o resultado obtido, determinação do vigor, e o resultado da "estimativa do vigor" obtido pelo método tradicional. Tabela 4 - Vigor e Estimativa do Vigor Vigor (gr.) 24, 97 Estimativa do Vigor (gr.) 22,23 A estimativa do vigor é um valor aproximado pois não entra em conta com o peso total das varas mas sim com o peso das varas que foram podadas. 0 vigor determinado usando a 22 metodologia, entra em conta com o peso total das varas (expressão vegetativa). Desta forma, a estimativa do vigor é sempre inferior ao vigor real. Na tabela 5 é apresentada a Expressão Vegetativa com base no valor do Vigor calculado. Tabela 5 - Vigor, Número de varas e Expressão Vegetativa Vigor (gr.) 24,97 Numero de varas 12 Expressão Vegetativa (gr.) 299,64 Descrição das Figuras Para uma mais fácil compreensão da invenção juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem, limitar o objecto da presente invenção. Figura 1: Representação esquemática da Metodologia Na qual: (1) representa a aquisição da imagem; (2) representa o tratamento da marca, do tronco, dos braços e das varas; (3) representa a relação entre a Área Média de uma vara e o Peso Médio de uma vara; (4) representa a determinação do Vigor e da expressão vegetativa; (5) representa a marca de referência; (6) representa as Varas. Figura 2: Representação de uma videira na forma de condução Cordão Bilateral. Na qual: (6) representa as Varas; 23 (7) representa o Tronco; (8) representa os Braços; (9) representa os Gomos. Figura 3: Representação da imagem original. Na qual: (5) representa a marca de referência; (6) representa as Varas; (7) representa o Tronco; (8) representa os Braços. Figura 4: Representação da imagem com ocultação do Tronco e dos Braços. Na qual: (5) representa a Marca de referência; (6) representa as Varas; (10) representa a área que oculta o tronco e os braços. Figura 5: Representação do resultado da Binarização da marca de referência. Figura 6: Representação do resultado da Filtragem da marca de referência. Figura 7: Representação da imagem sem Marca, sem Fundo, sem Tronco e sem Braços. Na qual: (6) representa as Varas. Figura 8: Representação das Máscaras. Figura 9: Representação da imagem após aplicação das máscaras. Figura 10: Representação da imagem com os polígonos. 24 Figura 11: Representação da imagem final. Figura 12: Representação do resultado do cálculo do Vigor. Figura 13: Representação do comportamento do peso e da área em função do número de varas da videira. Figura 14: Representação do vigor real e do polinómio. Figura 15: Representação do Algoritmo. Na qual: (11) representa a ocultação do tronco e dos braços da videira; (12) representa a obtenção da imagem segmentada com a marca de referência; (13) representa a obtenção do valor da área de um pixel da imagem; (14) representa a obtenção da imagem segmentada com as varas de videira; (15) representa a obtenção do valor da área média por vara da videira; (16) representa a utilização da relação polinomial; (17) representa a obtenção do valor do vigor e da expressão vegetativa. Lisboa, 18 de Junho de 20105. Results: vigor and vegetative expression calculated on the basis of the strength value obtained and the total number of sticks. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-destructive and pre-pruning methodology for determining the vigor and vegetative expression of arboreal shrubs conducted in surface rushes by the following steps: a) digital image acquisition obtained in the field; b) image processing in order to identify, locate and isolate the reference mark and rods; c) determination of the area of a pixel of the image; d) determination of the total area of the rods and the average area per rod; 16 e) application of the polynomial relationship between the mean area of a rod and the average weight of a rod; and f) determination of vigor and vegetative expression, based on the area of one pixel, the total area of the rods, the number of rods and the ratio obtained in (e). In a preferred embodiment of the present methodology, image processing performed in (b) above comprises the following steps: i. concealment of trunk and arms; ii. segmentation of the reference mark by binarization; iii. segmentation of rods. In another preferred embodiment, the polynomial relationship between the mean area per rod and the mean weight per rod applied in e) of the presented methodology is obtained by the following steps: i. determination of the average weight per stick; ii. determination of the Average Area per rod; iii. determination of the polynomial. In still another preferred embodiment, the polynomial relationship between the mean area per rod and the mean weight per rod applied in (e) is as follows: / (a) = 0.0047r2 + 0.2254a + 0.0474 where: A corresponds to mean area per rod and (x) corresponds to the average weight per rod. In a preferred embodiment the polynomial relationship is applied to the Touriga Nacional variety. A further object of the present invention is a device for applying the methodology defined above, comprising the following elements: - digital still camera; - processor; - screen; and - operating system. Another object of the present invention is the use of the methodology and device defined in the evaluation of the vegetative / productive balance of arboreal-shrub trees; in the evaluation of arboreal-shrub longevity; and in the evaluation of the productive and qualitative capacity of arboreal-shrub trees. Examples For a more complete understanding of the invention, examples of preferred embodiments of the invention are described below, which, however, are not intended to limit the subject matter of the present invention. Example of determination of the polynomial relationship using 6 vines of the Touriga Nacional variety To obtain the polynomial relationship between the mean area and the mean weight per vine of a vine, trials were carried out on 6 grapevines of the Touriga Nacional grape variety, located in the Douro Demarcated Region. 18 The criterion for choosing the vines was that they had a low, medium and high strength estimate to cover the full range of values. The polynomial relationship between the Average Area per stick and the Average Weight per stick of a vine of the Touriga Nacional grape variety was obtained following the following methodology: b) Determination of the Average Weight per stick: this value corresponds to the estimated vigor of the grapevine using the method traditional. That is, for each of the identified vines, their sticks were weighed and weighed and the total weight of the vine divided by the number of sticks. The results obtained are presented in the following table: Table 1 - Estimation of the vigor by the traditional method Vine In Sticks Total weight (gr.) Weight / Na Sticks (gr.) Vd 2 12 266.81 22.23 Vd.3 10 639.76 63.98 Vd. 5 13 959.68 73.82 Vd. 4 9 811.26 90.1 14 Vd. 6 9 1042.01 115.78 Vd 1 8 1103.89 137.99 c) Determination of the Average Area per rod: for each of the identified vines, all its rods were digitized. The rods were cut into lengths of 20 to 25cm in length to be scanned on an A4 scanner. The resulting images were treated in order to obtain the total area of the sticks for each vine. The Average Area per stick is obtained by summing the areas of the sticks of a vine and 19 by dividing by the number of sticks. The area of each of the digitized sections is determined as follows: - the scanner area and the size of the matrix of the scanned image being known, the area corresponding to a pixel in the image is determined; - the scanned image (RGB) is converted into an HSV image and subjected to a Binarization through Channel S with the threshold level 0.15, thus obtaining a black and white image; - the area of the beam section corresponds to the number of black pixels multiplied by the area corresponding to one pixel. The Average Area per stick of a vine is obtained by summing the areas of the sections of all the sticks of the vine and dividing this value by the total number of sticks. Table 2 - Average area per rod for each of the vines Vine Ns Rods Total area (cm2) Area / Na Rods (cm2) ) Vd.2 12 580.22 48.35 Vd.3 10 952.68 95.27 Vd.5 13 1379.23 106.09 Vd. 4 9 1029.77 114.42 Vd. 6 9 1202.26 133, 58 Vd. 1 8 1197.40 149.68 d) From the values obtained in these tests it was verified that the behavior of the weight as a function of the number of sticks was identical to that of the area as a function of the number of sticks, as shown in figure 13 e) Given the result described in the previous paragraph, it was concluded that there should be a relation between the Average Area per rod and the Average Weight per rod. In this way a function corresponding to a second-degree polynomial was found, as shown in Figure 14. That is, the polynomial: f (x) = 0.0047 / + 0.2254 * + 0.0474 Represents the relation between the mean area per rod and the average weight per rod (force), where: λ: corresponds to the Average Area per Rod and f (x) corresponds to the Average Weight per Rod. Table 3 presents the values, for each of the vines, of the Average Weight per rod calculated by the traditional method and those obtained through the polynomial f (x). Table 3 - Average weight per stick by the traditional method and the polynomial application f (x) Vine Area / N ° Rods (cm2) f (x) = Weight / N ° Rods (gr.) Weight / N ° Rods .) Vd.2 48.35 21.93 22.23 Vd.3 95.27 64.18 63.98 Vd.5 106.09 76.86 73.82 Vd.4 114.42 87.37 90.14 Vd.6 133.58 114.03 115.78 Vd.l 149.68 139.08 137.99 21 The values obtained using the traditional method and using the polynomial have a correlation of 0.998. Practical example of application of the method in determining vigor and vegetative expression in a vine of the Touriga Nacional grape variety The digital photograph of the grape variety Touriga Nacional was taken in the field and, according to the algorithm shown in Figure 15, in this digital image of the vine was: - Concealed the trunk and arms of the vine (11); - The segmented image is obtained with the reference mark (12); - Obtain the area value of one pixel of the image (13); - The segmented image is obtained with the vine sticks (14); - Obtained the value of the average area per vine stem (15); - The polynomial relation (16) determines the force (17). The following table shows: the result obtained, determination of vigor, and the result of " vigor estimation " obtained by the traditional method. Table 4 - Vigor and Estimation of Vigor Vigor (gr.) 24, 97 Vigor Estimation (gr.) 22,23 Vigor estimation is an approximate value since it does not take into account the total weight of the rods but rather the weight of the sticks that were pruned. The vigor determined using the methodology, takes into account the total weight of the sticks (vegetative expression). In this way, the estimate of the vigor is always inferior to the real vigor. In Table 5 the Vegetative Expression is presented based on the calculated Vigor value. Table 5 - Stamina, Number of Sticks and Vegetative Expression Stamina (grams) 24.97 Number of rods 12 Vegetative Expression (grams) 299.64 Description of the Figures For a more complete understanding of the invention, which represent preferred embodiments of the invention which, however, are not intended to limit the object of the present invention. Figure 1: Schematic representation of the Methodology In which: (1) represents the acquisition of the image; (2) represents the treatment of the mark, trunk, arms and rods; (3) represents the relationship between the Mean Area of a rod and the Mean Weight of a rod; (4) represents the determination of Vigor and vegetative expression; (5) represents the reference mark; (6) represents the Rods. Figure 2: Representation of a vine in the form of conduction Bilateral Cord. In which: (6) represents the Rods; 23 (7) represents the Trunk; (8) represents the Arms; (9) represents the buds. Figure 3: Representation of the original image. Where: (5) represents the reference mark; (6) represents the Rods; (7) represents the trunk; (8) represents the Arms. Figure 4: Representation of the image with concealment of the Trunk and Arms. In which: (5) represents the Reference Mark; (6) represents the Rods; (10) represents the area that hides the trunk and arms. Figure 5: Representation of the reference mark binarization result. Figure 6: Representation of the result of the Reference Mark Filtration. Figure 7: Representation of the image without Mark, without Bottom, without Trunk and without Arms. In which: (6) represents the Rods. Figure 8: Representation of the Masks. Figure 9: Image representation after masks application. Figure 10: Representation of the image with the polygons. 24 Figure 11: Representation of the final image. Figure 12: Representation of the Vigor calculation result. Figure 13: Representation of the behavior of the weight and the area as a function of the number of sticks of the vine. Figure 14: Representation of the real force and the polynomial. Figure 15: Representation of the Algorithm. In which: (11) represents the concealment of the trunk and arms of the vine; (12) represents obtaining the segmented image with the reference mark; (13) represents obtaining the area value of a pixel of the image; (14) represents the obtaining of the segmented image with the vine sticks; (15) represents the average area value per vine of the vine; (16) represents the use of the polynomial relation; (17) represents the achievement of the value of vigor and vegetative expression. Lisbon, June 18, 2010
PT105163A 2010-06-18 2010-06-18 A NON-DESTRUCTIVE METHOD AND DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE VINES AND THEIR APPLICATIONS PT105163B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT105163A PT105163B (en) 2010-06-18 2010-06-18 A NON-DESTRUCTIVE METHOD AND DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE VINES AND THEIR APPLICATIONS
PCT/IB2010/055592 WO2011158072A1 (en) 2010-06-18 2010-12-06 Non-destructive method and device to calculate vigor and vegetative expression in tree-shrub vegetation and application thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT105163A PT105163B (en) 2010-06-18 2010-06-18 A NON-DESTRUCTIVE METHOD AND DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE VINES AND THEIR APPLICATIONS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PT105163A true PT105163A (en) 2011-12-19
PT105163B PT105163B (en) 2015-06-11

Family

ID=43754951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT105163A PT105163B (en) 2010-06-18 2010-06-18 A NON-DESTRUCTIVE METHOD AND DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE VINES AND THEIR APPLICATIONS

Country Status (2)

Country Link
PT (1) PT105163B (en)
WO (1) WO2011158072A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005773A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Walmart Apollo, Llc Food quality image classification
CN110763165A (en) * 2019-10-26 2020-02-07 福建农林大学 Method for measuring area of single acinus of pharyngeal gland of bee

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996012401A1 (en) 1994-10-25 1996-05-02 Rees Equipment Pty. Ltd. Controller for agricultural sprayers
WO1999017606A1 (en) 1997-09-24 1999-04-15 Hardi International A/S A method and an apparatus for detecting, classifying and treatment of vegetation
UA21864U (en) 2006-09-22 2007-04-10 Zaporizhzhia Nat University St Method of measuring plant leaf area
CN101298986A (en) 2007-04-30 2008-11-05 中国科学院沈阳应用生态研究所 Field measuring method of sand broad leaf plant leaf area

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011158072A1 (en) 2011-12-22
PT105163B (en) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Diago et al. Assessment of flower number per inflorescence in grapevine by image analysis under field conditions
US10528813B2 (en) Method and system for crop yield estimation
Hočevar et al. Flowering estimation in apple orchards by image analysis
Intrigliolo et al. Early defoliation reduces cluster compactness and improves grape composition in Mandó, an autochthonous cultivar of Vitis vinifera from southeastern Spain
Diago et al. Assessment of vineyard canopy porosity using machine vision
CN107314990B (en) Spring corn remote sensing identification method
Kassim et al. Oil palm fresh fruit bunches (FFB) growth determination system to support harvesting operation
Safe’i et al. Health assessment of vegetation composition in the reclamation area of PT Natarang Mining, Tanggamus Regency, Lampung Province
Hed et al. Hand and mechanical fruit-zone leaf removal at prebloom and fruit-set was more effective in reducing crop yield than reducing bunch rot in ‘Riesling’grapevines
CN112836623A (en) Facility tomato farming decision auxiliary method and device
CN106683092B (en) Device and method for measuring and calculating crown canopy density of blueberries
Ma et al. A method of calculating phenotypic traits for soybean canopies based on three-dimensional point cloud
Chianucci et al. Development of digital photographic approaches to assess leaf traits in broadleaf tree species
PT105163A (en) NON-DESTRUCTIVE METHODOLOGY AND A DEVICE FOR CALCULATING THE VIGOR AND THE VEGETABLE EXPRESSION OF THE ARBOR-ARBUSTIVES AND THEIR APPLICATIONS
Harrison et al. Root system architecture in reciprocal grafts of apple rootstock-scion combinations
ES2470065A1 (en) System and procedure to automatically determine the number of flowers of an inflorescence (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Chang et al. Red-edge ratio normalized vegetation index for remote estimation of green biomass
Vanbeveren et al. A comparative study of four approaches to assess phenology of Populus in a short-rotation coppice culture
Bodor et al. Effect of row orientation and elevation on leaf morphology of grapevine (Vitis vinifera L.) cv Furmint
Choudhury et al. Functional androdioecy in critically endangered Gymnocladus assamicus (Leguminosae) in the eastern Himalayan region of northeast India
JP2004147539A (en) Method for evaluating growth condition of fruit tree
Sharma Recognition of Anthracnose Injuries on Apple Surfaces using YOLOV 3-Dense
Sarron et al. Is machine learning efficient for mango yield estimation when used under heterogeneous field conditions?
Bamba et al. Cashew Nut is Reshaping the Rural Landscape of the Seguela Sub-Prefecture (Northwestern Côte d'Ivoire)
Kim et al. Biological characteristics and current status of nutria (Myocastor coypus) Introduced in Jeju Island

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Laying open of patent application

Effective date: 20100811

FG3A Patent granted, date of granting

Effective date: 20150605