[發(fā)明專利]一種識(shí)別馬鈴薯的圖像處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710542817.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN107292895B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒秀勤;耿金鳳;應(yīng)義斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/12
• 分類號(hào): G06T7/12;G06K9/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種識(shí)別馬鈴薯的圖像處理方法。對(duì)待測(cè)對(duì)象的采集圖像進(jìn)行二值分割，并提取目標(biāo)輪廓及其輪廓點(diǎn)；對(duì)輪廓點(diǎn)進(jìn)行等距離取點(diǎn)，作為采樣點(diǎn)；對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行高斯平滑濾波，獲得高斯濾波點(diǎn)，并求取高斯濾波點(diǎn)的參考中心；計(jì)算采樣點(diǎn)和高斯濾波點(diǎn)到參考中心距離的相對(duì)誤差，提取待測(cè)對(duì)象所有相對(duì)誤差的最大值、極大值、平均差、和標(biāo)準(zhǔn)差，四個(gè)參數(shù)作為形狀特征，用提取的形狀特征識(shí)別待測(cè)對(duì)象是馬鈴薯或者非馬鈴薯類。本發(fā)明避免了使用顏色特征產(chǎn)生的結(jié)果不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地識(shí)別出馬鈴薯或者非馬鈴薯類。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種識(shí)別馬鈴薯的圖像處理方法。

背景技術(shù)

馬鈴薯是僅次于大米、小麥和玉米的世界第四大糧食作物，具有生長周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、用途廣等優(yōu)點(diǎn)，因此在世界范圍內(nèi)被廣泛種植。在實(shí)際生產(chǎn)中，馬鈴薯收獲后的清潔程度對(duì)馬鈴薯的運(yùn)輸、貯藏、加工、銷售等環(huán)節(jié)十分重要。當(dāng)前應(yīng)用廣泛的收獲機(jī)械進(jìn)行異物剔除主要依據(jù)的是馬鈴薯與異物之間的尺寸差異，進(jìn)行振動(dòng)篩選，這種方式對(duì)大小與馬鈴薯相近的土塊和石塊，往往清除不夠徹底，且混雜在馬鈴薯中，對(duì)馬鈴薯損傷較大。

美國專利US8642910利用線陣CCD、激光或是鹵素?zé)粼谖锪蠏伮溥^程中檢測(cè)漿果類水果中的異物，采用旋轉(zhuǎn)圓柱體作為背景以防止背景表面的污染，背景顏色采用與正常物料相對(duì)的顏色，根據(jù)圖像中顏色差異對(duì)物料進(jìn)行分類識(shí)別(Pellenc R，NieroR.Selective-sorting harvesting machine and sorting chain including one suchmachine:US，US8642910[P].2014.)。

專利WO 2014/037290 A1在利用機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)根莖類物料進(jìn)行異物識(shí)別時(shí)，為了檢測(cè)出馬鈴薯中的異物，對(duì)采集到的目標(biāo)圖像進(jìn)行如下處理：提取彩色圖像中的目標(biāo)，對(duì)每個(gè)目標(biāo)所包含的像素進(jìn)行顏色特征提取，根據(jù)這些顏色特征對(duì)像素進(jìn)行模式識(shí)別，統(tǒng)計(jì)目標(biāo)中馬鈴薯像素的占比，若目標(biāo)占比高于閾值時(shí)，判斷目標(biāo)為馬鈴薯，否則判斷是土塊或石塊。閾值的大小與馬鈴薯表面泥土覆蓋的面積相關(guān)，當(dāng)馬鈴薯表面覆蓋泥土面積較大時(shí)，閾值較大，反之閾值較小(McGloughlin J，F(xiàn)rost J，Moynihan M.Method and apparatusfor handling harvested root crops:U.S.Patent Application 14/426,578[P].2013-8-30.)。

上述利用機(jī)器視覺技術(shù)檢測(cè)馬鈴薯異物的方法，均是利用圖像的顏色特征，對(duì)目標(biāo)識(shí)別前需要先對(duì)圖像中的像素進(jìn)行識(shí)別，因此參與計(jì)算的數(shù)據(jù)量較大，且易受馬鈴薯表面泥土覆蓋情況的影響，通常需要事先對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析，或是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置閾值，操作復(fù)雜且精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過對(duì)比輪廓處理前后的差距，提出了一種識(shí)別馬鈴薯的圖像處理方法，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

1)對(duì)待測(cè)對(duì)象的采集圖像進(jìn)行二值分割，并提取目標(biāo)輪廓及其輪廓點(diǎn)，具體是逆時(shí)針方向提取二值分割后中心連通區(qū)域的輪廓上的坐標(biāo)點(diǎn)作為輪廓點(diǎn)；

2)對(duì)輪廓點(diǎn)進(jìn)行等距離取點(diǎn)，作為采樣點(diǎn)；

3)對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行高斯平滑濾波，獲得高斯濾波點(diǎn)，并求取高斯濾波點(diǎn)的參考中心；

4)計(jì)算采樣點(diǎn)和高斯濾波點(diǎn)到參考中心距離的相對(duì)誤差；

5)提取待測(cè)對(duì)象所有相對(duì)誤差的最大值、極大值、平均差和標(biāo)準(zhǔn)差，四個(gè)參數(shù)作為形狀特征；

6)用提取的形狀特征識(shí)別待測(cè)對(duì)象是馬鈴薯或者非馬鈴薯類。

所述步驟2)具體步驟是：

2.1)設(shè)定像素點(diǎn)間距離閾值L；