[發明專利]一種竹條顏色分類方法及系統

在審

• 申請號: 201710686593.5
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107516331A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 夏海英;宋樹祥;牟向偉;黎海生;李建輝;周祚山
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06K9/62;G06T7/136;G06T7/194
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,付倩

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體為一種竹條顏色分類方法及系統。

背景技術

中國竹類資源豐富，面積、產量均居世界第一位，全國竹林面積達520多萬公頃。竹子作為陸地森林生態系統的重要組成部分，在減少木材消耗、改善生態功能和發展農村經濟等方面作用十分明顯。竹產業已經成為中國林業的四大朝陽產業之一。竹材廣泛用于制造竹砧板、竹家具、竹地板等產品。竹條經碳化工藝處理后竹條顏色會深淺不同，但是顏色均勻是衡量產品質量的重要因素，因此必須對竹條顏色分級。目前在我國主要是通過人工肉眼識別的方法對竹條顏色進行分級。人工肉眼分級主要依靠個人主觀經驗，容易受到環境、個人情緒等因素影響。并且人工肉眼分級勞動強度大，效率低。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提供一種竹條顏色分類方法及系統，采集各類顏色的樣本竹條圖像隊列，計算待測竹條與每類顏色的樣本竹條隊列中各樣本竹條之間的色差，進而根據色差值的大小將待測竹條歸類于最接近的顏色類別。

本發明解決上述技術問題，一方面提供一種竹條顏色分類方法，包括以下步驟：

采集待測竹條圖像以及每類顏色對應的多個樣本竹條圖像，生成樣本竹條圖像隊列；

確定待測竹條與各類顏色樣本竹條圖像隊列中每一樣本竹條的色差，得到與樣本竹條圖像隊列對應的色差隊列；所述色差隊列中的元素為對應樣本竹條圖像隊列中樣本竹條與待測竹條的色差值；

根據色差隊列，求取待測竹條與每類顏色樣本竹條圖像隊列的最終色差ΔE，將待測竹條歸類于最終色差ΔE最小的顏色種類。

本發明的有益效果是：為每類顏色建立樣本隊列，在進行色差計算時，根據樣本隊列建立色差隊列，并根據色差隊列計算求取最終色差，利用最終色差來衡量待測竹條與顏色種類的差異，大大增加了該方法的魯棒性，降低了采用單個樣本進行色差判別時由于樣本集較少而產生的誤差。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步，所述樣本竹條圖像隊列的生成，包括：

依次采集每類顏色的多個樣本竹條圖像，對樣本竹條圖像進行濾波獲得樣本竹條圖像的RGB空間圖像ImgFileted；

將樣本竹條圖像的RGB空間圖像ImgFileted轉換成灰度圖，并采用局部最大類間方差法做閾值分割獲得樣本竹條圖像的二值圖ImgBinary；

將樣本竹條圖像的RGB空間圖像ImgFileted轉換成Lab空間圖像ImgLab，并以二值圖ImgBinary為掩模，分別求取樣本竹條圖像的Lab空間圖像ImgLab的L、a、b三個通道的最大概率值，并按照圖像采集的先后順序存入對應的顏色類別樣本竹條圖像隊列中；所述最大概率值為Lab空間圖像每個通道的二維數組中出現次數最多的數值。

具體的，所述將樣本竹條圖像的RGB空間圖像ImgFileted轉換成灰度圖，并采用局部最大類間方差法做閾值分割獲得樣本竹條圖像的二值圖ImgBinary，包括：

將樣本竹條圖像的RGB空間圖像ImgFileted轉換成灰度圖，并將其沿分割線分割成多塊子圖像，所述分割線與樣本竹條圖像中竹條方向垂直；

針對每一塊子圖像，以竹條為前景，遍歷圖像中所有像素點，并分別以各灰度值為該塊子圖像前景與背景的分割閾值，利用公式(1)計算最佳分割閾值；

g(t)＝w₀×(u₀-u)²+w₁×(u₁-u)² (1)

當函數g(t)取最大值時，t即為該塊子圖像的最佳分割閾值；其中，前景點面積占該塊子圖像總面積比例為w₀，前景點灰度均值為u₀，背景點面積占該塊子圖像總面積比例為w₁，背景點灰度均值為u₁，整塊子圖像的灰度均值為u＝w₀×u₀+w₁×u₁；

再次遍歷圖像中所有像素點，將所有灰度值大于最佳分割閾值t的像素點的灰度值置255，將所有灰度值小于或等于最佳分割閾值t的像素點的灰度值置0，得到樣本竹條圖像的二值圖ImgBinary。

采用上述進一步方案的有益效果是采用局部最大類間方差做閾值分割獲得二值圖，然后以二值圖為掩模求取Lab空間圖像L、a、b三個通道的最大概率值，可以有效提取圖像中的竹條部分，大幅度降低圖像中其他因素對竹條顏色分類的影響。