[發明專利]一種玉米種子特征區切割定位方法

有效

• 申請號: 201810246971.2
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108596939B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 魏英姿;谷侃鋒;譚龍田;秦麗娟;趙明揚
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G06T7/194
• 分類號: G06T7/194;G06T7/62;G06T7/73;G06K9/62
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 吳維敬

1.一種玉米種子特征區切割定位方法，選用切片設備為玉米種子激光切片機，玉米種子激光切片機包括震動給料器、高度限制裝置、待切割料臺、振動給料器，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用震動給料器將玉米粒單粒分開，利用高度限制裝置，將玉米粒撥成平放姿態，傳送至待切割料臺上，采集單粒玉米種子正上方向圖像，進行預處理，將RGB圖像變換為二值圖像，分割為目標區域和背景區域；

2)計算正上方向圖像目標區域面積，其中，f(x,y)為像素灰度值，(x,y)為圖像像素坐標，s為目標區域像素集合；計算目標區域面積內的形心位置C坐標(x_c,y_c)，設定圓形掩模尺寸為n，其中其取值為自然數，d為調整系數且d∈(0,0.5)，int()是取整函數；

3)使掩模中心與待檢測目標像素點重合，用掩模覆蓋圖像目標區域內像素，計算掩模內覆蓋目標區域面積大小；

4)利用掩模模板遍歷玉米正上方向圖像目標區域內的所有像素，重復步驟3；

5)在正上方向圖像目標區域中，選擇不超過圓模板面積β倍的較小面積所對應的像素作為目標，其中β∈(0.35,0.5)，構成待操作像素的數據區域Ω；計算掩模覆蓋面積最小的所對應的像素點位置，即為玉米粒的尖端頂點的參考位置，記為O；

6)連接O點與形心C的直線OC，記為玉米的參考主軸初始位置；

7)數據集Ω中的像素點[F₁,F₂,…,F_i,…,F_n]向參考主軸OC直線上投影點分別為[P₁,P₂,…,P_i,…,P_n]，記為集合Ψ，其中，n為集合的像素個數，i為像素點的標號；

8)采用K近鄰聚類方法(其中K＝3)，將投影數據集合Ψ劃分為多個聚類，根據數據集Ψ的分類結果，計算對應數據集Ω像素點[F₁,F₂,…,F_i,…,F_n]的聚類中心，與O點距離OP_i的最近聚類點的中心，記為O₁，與O點距離最遠聚類點的中心O_inew，記為大端類聚類中心，計算δ＝|O-O₁|+|O_iold-O_inew|，其中O_iold為上一次迭代計算的距離O點最遠的聚類中心點，更新聚類中心坐標，令O＝O₁，O_iold＝O_inew；

9)重復步驟6)至步驟8)，直至O₁和O_inew變化范圍都很小,即，δε，其中ε是容許誤差，取為0.02；

10)連接尖端精定位標記O₁與形心C(x_c,y_c)位置的連線，即為玉米粒的長軸方向O₁C，從聚類中心點O_inew向長軸O₁C做垂線，即為玉米粒的切割線。