[發明專利]一種構建圖像特征譜的對蝦完整性判別方法

在審

• 申請號: 201710134595.3
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106991667A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 成芳;張偉;劉子豪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/194;G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術領域

本發明涉及了一種構建圖像特征譜的對蝦完整性判別方法，屬于機器視覺范疇，適合于基于機器視覺技術對蝦在線分選分級的系統研發。

背景技術

經檢索，文獻《Automatic shrimp shape grading using evolution constructed features》提出了一套在線實時檢測畸變熟蝦仁的裝置，由經典遺傳算法構建的ECO特征，利用AdaBoost分類器，通過對879個蝦體樣本實驗，獲得了95.1％的總體分類精度。

現有公開號為CN103801520A的發明專利提供一種蝦的自動精選分級裝置，包括上料系統、分選通道、采圖系統、分級系統和圖像處理系統；其中采圖系統用于采集原料蝦的圖像；分級系統包括與單列化通道對應的噴氣嘴，該噴氣嘴受控于圖像處理系統，用于吹動蝦體進入不同的接料槽；圖像處理系統用于分析圖像，對每個蝦體的圖像分級處理，根據分級結果，并發出控制分級系統的信號。

對蝦的完整性檢測是基于機器視覺技術對蝦的快速分選工藝中的重要環節，而提取完整對蝦與不完整對蝦的有效區別特征，進而形成對蝦特征譜是對蝦完整性檢測的關鍵，如果所構建的特征不能夠有效地區別完整對蝦和不完整對蝦，就會造成誤判，這樣即便做到對蝦的高速分選分級，卻無法保證高效率識別，也是不合格的。

發明內容

為基于機器視覺技術對蝦在線快速分選分級過程中的對蝦完整性判別這一關鍵環節，本發明提供了一種構建圖像特征譜的對蝦完整性判別方法，通過構建完整對蝦特征譜數據庫，為后續對蝦的完整性判別提供了方便快捷的手段。

如圖1所示，本發明的具體技術方案如下：

(1)將采集的對蝦彩色圖像經過圖像預處理獲得二值圖；

所述的對蝦彩色圖像為包含有對蝦并且光照均勻、白色背景的圖片。

圖像預處理是：選用B通道對對蝦彩色圖像進行中值濾波以及形態學開操作，將對蝦目標從圖像背景中分割出來形成二值圖。

(2)二值圖中，求取對蝦目標的外接矩形，并根據外接矩形進一步求取對蝦特征譜；

求取外接矩形是采用的Opencv中cvBoundingRect算子進行求取。再將外接矩形所在的圖像區域平均分成4x6塊小區域，分別計算每一個小區域中白色像素所占比例值，將第一行從左到右六塊小區域的比例值作為對蝦特征譜的第一～第六個數值，將第二行從左到右六塊小區域的比例值作為對蝦特征譜的第七～第12個數值，并以此將所有24塊小區域的比例值組成一個含有24個元素的一維數組a[24]，從而形成了由數值序列構成的對蝦特征譜。

(3)采集多個具有完整對蝦的對蝦彩色圖像作為樣本，重復上述步驟1)和2)獲得各個圖像對應的對蝦特征譜，組成完整對蝦特征譜數據庫；具有完整對蝦的對蝦彩色圖像為包含有完整對蝦的圖像。

(4)采集待測對象的對蝦彩色圖像，并重復上述步驟1)和2)獲得對應的待測對蝦特征譜，計算待測對蝦特征譜與數據庫中每一個對蝦特征譜之間的歐氏距離，取最小歐氏距離；

所述步驟(5)設有兩個樣品X_i、X_j的特征向量分別為X_i＝(x_i1,x_i2,…，x_in)^T，X_j＝(x_j1,x_j2,…，x_jn)^T，該兩個樣品之間的歐式距離D_ij²的計算公式如下所示：

其中，D_ij越小，則兩個樣品距離越近，就越相似。

(5)將該最小歐式距離與設定的距離閾值進行比較，如果小于等于該閾值則判定為完整對蝦，如果大于該閾值則判定為不完整對蝦。通過多次實驗探索發現所述閾值設為0.5識別精度最好。

本發明的創新點在于摒棄了現有方法判斷蝦頭和蝦尾的過程，實現了在不判斷蝦頭和蝦尾的情況下進行對蝦完整性的判斷，通過特有的對蝦特征譜方式進行處理判斷。

本發明的有益效果是：

本發明能夠快速有效地提取到對蝦圖像中對蝦的特征譜，通過與標準完整對蝦特征譜里面的數據進行比對，可以有效地判別對蝦的完整性，正確識別率高，為后續基于機器視覺技術對蝦在線快速分選系統的研發提供了方便快捷的手段。

附圖說明

圖1本發明的原理框圖；

圖2是實施例動態采集的對蝦彩色圖像；