[發明專利]基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統及方法

有效

• 申請號: 201810293533.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108492296B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 譚昌偉;杜穎
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/194;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統，其特征在于：包括超像素分割模塊、特征數據集形成模塊、分類識別模塊、形態學處理區域劃分模塊和計數統計模塊，

所述超像素分割模塊，用于對小麥麥穗數碼照片，根據像素點顏色、亮度特性劃分為多個像素區域，對每個像素區域加注標號，形成加注標號圖像，且該加注標號圖像包含多個特征屬性的結構體；

所述特征數據集形成模塊，利用超像素分割模塊處理結果中的多個特征屬性的結構體，根據樣本區域預先處理的掩膜文件，對加注標號的樣本區域進行劃分，篩選出典型麥穗區域和背景區域，提取上述區域對應的特征參量，建立樣本數據集；

所述分類識別模塊，利用建立的樣本數據集訓練MATLAB仿真軟件內自帶的分類器，將進行超像素分割模塊處理后的加注標號圖像按其區域標號和對應特征參數形成與樣本數據集相同格式，通過訓練好的分類器進行分類，將每個標號區域劃分為麥穗區域和背景區域兩個部分，形成一個二值圖像，并對二值圖像進行預處理，實現原始數碼圖像掩膜，初步分割出麥穗區域；

所述形態學處理區域劃分模塊，對預處理后的二值圖像進行進一步的形態學處理，弱化邊界，突出麥穗區域部分，統計麥穗區域部分的總區域數，形成對應的區域標號圖；

所述計數統計模塊，基于形態學處理區域劃分模塊的結果，根據麥穗區域部分的區域面積，篩選出重疊區，對重疊區進行骨架提取，拐點檢測，并依據拐點數和區域面積特性計算出重疊區麥穗數，結合總區域數，實現麥穗計數。

2.根據權利要求1所述的基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統，其特征在于：所述超像素分割模塊，包括依次連接的圖像載入單元、Lab格式轉化單元、建立標記區域單元、結構數組生成單元和分割結果呈現單元，所述結構數組生成單元，包括圖像區域標號子單元、鄰接矩陣生成子單元、多特征屬性生成子單元。

3.根據權利要求1所述的基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統，其特征在于：所述特征數據集形成模塊，包括超像素分割結果載入單元、掩膜文件載入單元、顏色特征數據集提取單元、標號提取單元、樣本數據集生成單元，所述標號提取單元包括麥穗區域標號提取和背景區域標號提取。

4.根據權利要求1所述的基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統，其特征在于：所述分類識別模塊，包括載入數據單元、訓練分類器單元、分類結果處理單元、二值圖像生成單元，所述載入數據單元包括樣本數據集載入子單元、特征數據集載入子單元、原始圖像載入子單元，所述樣本數據集載入子單元與訓練分類器單元相連接，所述訓練分類器單元、特征數據集載入子單元、原始圖像載入子單元分別與分類結果處理單元相連接，所述分類結果處理單元分類結果處理單元與二值圖像生成單元相連接。

5.根據權利要求1所述的基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統，其特征在于：所述形態學處理區域劃分模塊，包括依次連接的二值圖像載入單元、二值圖像處理單元、麥穗區域統計單元，區域標號圖生成單元。

6.根據權利要求1所述的基于超像素分割的小麥麥穗智能計數系統，其特征在于：所述計數統計模塊，包括麥穗區域統計載入單元、區域標號圖載入單元、麥穗區域數計算單元、重疊區提取單元、骨架提取單元、拐點檢測單元、重疊區計數單元、麥穗計數單元，所述麥穗區域統計載入單元與麥穗區域數計算單元相連接，所述區域標號圖載入單元、重疊區提取單元、骨架提取單元、拐點檢測單元、重疊區計數單元依次連接，所述麥穗區域數計算單元、重疊區計數單元共同與麥穗計數單元相連接。