[發明專利]一種棉花異性纖維圖像在線分割方法及系統

有效

• 申請號: 201210049200.7
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102622602A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李道亮;武玉濤;楊文柱;李振波
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06K9/54
• 分類號: G06K9/54;G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種棉花異性纖維圖像在線分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：接收棉花異性纖維圖像，將所述圖像轉換為灰度圖像，并將該灰度圖像取反；

S2：對取反的灰度圖像分塊處理，并進行固定閾值二值化分割處理，計算分割后目標圖像的面積，依據該圖像面積大小、圖像塊與比鄰圖像塊之間的連接關系，判定是否進一步細化處理；

S3：讀取需要細化處理的圖像塊，得到修正后的背景灰度圖像，與原灰度圖像塊相減得到剔除背景的圖像塊，使用OTSU法進行圖像分割；

S4：對圖像塊進行膨脹操作，將相鄰圖像塊的對應邊緣像素進行對比，并以其重合度為依據對多幅圖像或圖像分塊中斷裂的異性纖維目標圖像進行圖像鏈接。

2.如權利要求1所述的棉花異性纖維圖像在線分割方法，其特征在于，所述步驟S2中，根據圖像大小和目標圖像占據整個圖像的比例關系將圖像分塊，根據步驟S1灰度圖像的直方圖分析灰度特征結果，選擇合適閾值M對每一個圖像塊進行二值化分割，然后根據圖像塊中的目標圖像面積與比鄰圖像塊的關系判斷是否進一步細化處理；所述步驟S3中包括對圖像塊進行圖像腐蝕與空白填補操作，在進行圖像分割之前進行細節增強。

3.如權利要求2所述的棉花異性纖維圖像在線分割方法，其特征在于，判斷進一步細化處理的方法如下：若圖像塊內圖像面積小于A₁，則不需進一步細化處理；若圖像塊內圖像面積大于A₂，則需要進一步細化處理；若圖像塊內圖像面積介于A₁-A₂之間，則檢測與其相鄰的四個圖像塊是否存在圖像面積大于A₂的圖像塊，若存在則需要進一步細化處理，反之則不需進一步細化處理；其中A₁與A₂是判定圖像塊是否需要進一步細化處理的圖像面積閾值；

所述步驟S2，通過以下步驟對棉花異性纖維圖像進行增強：

S21：將異性纖維灰度圖像平均分塊；

S22：順序讀取每個圖像塊，將其以固定閾值M做二值化處理，并計算二值化后的圖像塊內目標圖像的面積；

S23：若二值化后的圖像塊內目標圖像的面積大于A₂，則需進一步處理并轉到步驟S26，否則轉入步驟S24；

S24：若二值化后的圖像塊內目標圖像的面積小于A₁，則不需進一步處理并轉到步驟S26，否則轉入步驟S25；

S25：判斷與該圖像塊相比鄰的圖像塊是否含有需要進一步細化處理的圖像塊，若有則需進一步處理并轉到步驟S23，否則判斷圖像不需進一步處理轉入步驟S26；

S26：判斷是否有未處理過的圖像塊，若有，則讀取下一圖像塊并轉到步驟S22，否則退出。

4.如權利要求1所述的棉花異性纖維圖像在線分割方法，其特征在于，所述步驟S3中，通過對棉花異性纖維灰度圖像形狀特征與灰度分布的分析，選用圖像腐蝕與空白填補相結合的方式獲得需要進一步細化處理圖像塊的背景圖像；建立合適的結構元素對需要進一步細化處理的圖像塊進行圖像腐蝕操作，以消除線狀或絨狀的異性纖維目標圖像，然后通過空白填補的方式修正大面積的塊狀異性纖維被腐蝕后所剩余的部分異性纖維圖像，從而得到修正后的該圖像塊背景灰度圖像，并使之與該圖像塊的原灰度圖像相減，得到剔除背景的圖像塊。

5.如權利要求4所述的棉花異性纖維圖像在線分割方法，其特征在于，所述腐蝕后圖像塊的空白填補方法如下：在對圖像塊原灰度圖像進行腐蝕之后的圖像進行直方圖分析所獲得的灰度特征結果的基礎上，建立空白填補灰度轉換模型，將圖像塊中灰度級大于L_e像素點的灰度替換為0，其余像素點灰度保持不變；

所述步驟S3，通過以下步驟對棉花異性纖維圖像塊進行背景剔除：

S31：順序讀取需要進一步細化處理圖像塊的取反灰度圖像；

S32：對所述圖像塊使用半徑為3個像素點的圓形結構元素進行腐蝕操作；

S33：順序讀取腐蝕之后得到的圖像塊內像素點的灰度值，若其灰度值大于L_e，則將此灰度值替換為0，否則保持原始灰度值不變；

S34：判斷是否有未處理過的像素，若有，則移動像素位置(i，j)到下一個像素位置，轉到步驟S33，否則轉到步驟S35；

S35：將通過圖像腐蝕與空白填補操作獲得的該圖像塊的背景圖像與該圖像塊的原灰度圖像相減，獲得剔除背景的圖像塊。