[發(fā)明專利]一種珍珠長度參數(shù)的圖像測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310101508.6
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103218809A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢誠;莊燕濱;徐則中
• 申請（專利權(quán)）人: 常州工學(xué)院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/60;G01B11/02
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，特別涉及一種珍珠長度參數(shù)的圖像測量方法。

背景技術(shù)

珍珠長度是關(guān)于珍珠形狀的重要參數(shù)，被用于珍珠形狀的分類與識別，在珍珠自動分選中有實(shí)際應(yīng)用。在珍珠圖像中，精確地提取珍珠的輪廓線，并基于該輪廓線進(jìn)行形狀長度的測量，是珍珠分類、識別中的一項(xiàng)技術(shù)。珍珠形狀的參數(shù)測量要求統(tǒng)一的測量尺度，因此需要提取珍珠輪廓線、旋轉(zhuǎn)珍珠輪廓線，使輪廓線在統(tǒng)一的主軸方向上測算，也即進(jìn)行珍珠輪廓的歸一化處理。當(dāng)前珍珠形狀參數(shù)測量中，所存在的一個(gè)困難是珍珠輪廓的歸一化處理技術(shù)的缺乏。

現(xiàn)有的珍珠形狀識別研究中，其首先通過圖像分割獲得二值圖像，然后使用八鄰域搜索方法獲取珍珠的輪廓，對珍珠的輪廓計(jì)算傅里葉描述子，并根據(jù)這一描述子進(jìn)行分類處理。這一研究的目的是為了解決珍珠的形狀分類問題，其沒有直接使用珍珠的長度參數(shù)，而是計(jì)算了珍珠輪廓的其它特征，因此避免了珍珠長度等直觀參數(shù)的精確測量。

綜觀這一方法，其在珍珠輪廓的提取方法上與本發(fā)明有一定相似處，根據(jù)其在文獻(xiàn)中的描述，這一方法在輪廓提取上的一個(gè)主要缺陷在于其獲得二值圖像后直接使用八鄰域搜索方法搜素輪廓點(diǎn)，這很容易導(dǎo)致輪廓提取的失敗。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中珍珠輪廓提取方法的上述缺陷，本發(fā)明提供一種珍珠長度參數(shù)的圖像測量方法，即為珍珠長度參數(shù)測量等應(yīng)用提供一個(gè)輪廓?dú)w一化處理方法，以此來解決圖像中珍珠長度測量技術(shù)中的難點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種珍珠長度參數(shù)的圖像測量方法，具體包括以下步驟：

（1）珍珠輪廓的提取：對珍珠的8位灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得到原二值圖像，對該二值圖像進(jìn)行腐蝕操作得到腐蝕后的二值圖像；將原二值圖像與腐蝕后二值圖像進(jìn)行像素級的減運(yùn)算，由此獲得珍珠的輪廓；使用八領(lǐng)域搜索算法獲取珍珠輪廓在圖像中的空間坐標(biāo)；

（2）珍珠輪廓主軸方向的確定：采用主成分分析法(Principal?Component?Analysis)尋找坐標(biāo)點(diǎn)分布方差最大的方向，以此作為珍珠的主軸方向；

（3）珍珠輪廓按主軸方向旋轉(zhuǎn)放置；在旋轉(zhuǎn)的珍珠輪廓圖像中，按長軸方向分別尋找珍珠輪廓兩端的端點(diǎn)，并計(jì)算兩端點(diǎn)的距離值，以此作為珍珠的長度參數(shù)；

（4）在主軸方向上計(jì)算珍珠長度。

進(jìn)一步，步驟（1）中二值化處理的具體步驟為：

（1）采用大律法計(jì)算閾值，對灰度圖像進(jìn)行閾值分割，灰度小于閾值的像素賦值為0，灰度大于閾值的像素賦值為255，以此得到一個(gè)二值圖像，此二值圖像中，珍珠區(qū)域?yàn)榘咨尘皡^(qū)域?yàn)楹谏?/p>

（2）使用腐蝕算法腐蝕珍珠區(qū)域的外圍，得到腐蝕后的二值圖像。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用主成分分析法計(jì)算珍珠輪廓的主軸方向，所獲取的輪廓為珍珠輪廓點(diǎn)在二維空間中分布方差最大的方向，能夠反映珍珠的最長長度，有利于后續(xù)形狀參數(shù)的測量。另外，在該珍珠形狀參數(shù)的計(jì)算過程中，只在二值化、腐蝕操作過程中涉及全圖的遍歷，因此圖像處理運(yùn)算量比較少，平均處理時(shí)間大約16ms。

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附圖說明

圖1是珍珠按主軸與水平方向的夾角旋轉(zhuǎn)前的坐標(biāo)圖；

圖2是珍珠按主軸與水平方向的夾角旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)圖；

圖3是珍珠輪廓?dú)w一化處理流程圖；

圖4是珍珠的8位灰度圖像；

圖5是對圖4中的圖形進(jìn)行二值化處理后的圖像；

圖6是圖5中的二值化處理后的圖像與腐蝕圖像相減的效果圖；

圖7是圖6輪廓旋轉(zhuǎn)后的圖像；

圖8是第一組輪廓處理前的珍珠8位灰度圖像；

圖9是第一組輪廓處理后的效果圖；

圖10是第二組輪廓處理前的珍珠8位灰度圖像；

圖11是第二組輪廓處理后的效果圖；

圖12是第三組輪廓處理前的珍珠8位灰度圖像；

圖13是第三組輪廓處理后的效果圖。

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具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

為了在圖像中取得珍珠的長度參數(shù)，本發(fā)明參照珍珠形狀分選的人工標(biāo)準(zhǔn)，將珍珠的輪廓圖像按照珍珠長軸方向旋轉(zhuǎn)，也即在珍珠長軸方向上，珍珠的輪廓點(diǎn)坐標(biāo)的方差最大，而在與珍珠長軸正交方向上，輪廓點(diǎn)在主軸兩邊分布較為均勻，在該方向?qū)φ渲殚L度參數(shù)進(jìn)行測量。