[發明專利]基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法

有效

• 申請號: 201810848438.3
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109035289B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 曾紹華;羅俁桐;王帥;曾卓華
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學;重慶市農業技術推廣總站
• 主分類號: G06T7/194
• 分類號: G06T7/194;G06T7/90;G06T7/136;G06N7/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明提供一種基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，包括步驟S1：將含有紫色土區域的彩色圖像轉化為HSI顏色空間的圖像Ⅰ；S2：對圖像Ⅰ進行自適應分割，得到二值圖像II；S3：消除二值圖像II的孤立像素區域，得到二值圖像Ⅲ；S4：填充二值圖像Ⅲ中的空洞，得到二值圖像Ⅳ；S6：求二值圖像Ⅳ與含有紫色土區域的彩色圖像的哈達瑪積，得到紫色土圖像；本發明考慮到紫色土彩色圖像的土壤區域在HSI顏色空間H分量有良好的聚集特性，自適應獲取H分量分割閾值，將圖像的土壤區域從背景區域中快速、準確、完整分割出來。

技術領域

本發明涉及圖像分割提取方法，具體涉及一種基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法。

背景技術

機器視覺識別土壤在農業生產中有著重要的實用價值。在農業生產中，識別土壤是非常重要的。由于土壤分類系統復雜，只有極少數科研院所的專家才能準確辨識土壤，生產一線的農業技術人員要完全準確的把當地土壤辨識清楚也是非常困難的，對源于不同地區的土壤類型進行識別是一個國際上的共性難題。人工智能技術的發展，使機器視覺識別土壤成為可能。

機器視覺辨識土壤是對野外自然條件下拍攝的具有復雜背景的土壤圖像進行識別。在機器視覺辨識土壤中，我們只對圖像的土壤部分感興趣，如果我們能將圖像的土壤部分從背景中分割出來，一方面只研究、處理我們感興趣的圖像的土壤部分，另一方面可以排除背景區域對進一步圖像分析、特征提取、辨識造成干擾。紫色土是我國西南地區最主要耕地，紫色土是機器視覺土壤識別的研究重點。如何將彩色圖像的紫色土圖像從背景中準確、完整的分割出來是目前的技術難題。目前，已有的圖像分割算法準確度低、誤差大、時間開銷大，不能在分割過程實現自適應的分割。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，充分考慮到紫色土彩色圖像的土壤區域在HSI顏色空間H分量有良好的聚集特性，并與背景區域有顯著差異，將紫色土彩色圖像轉換為HSI顏色空間，自適應獲取H分量分割閾值，將紫色土圖像從含有背景區域的彩色圖像中快速、準確、完整分割提取出來。

本發明提供一種基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，包括步驟

S1：獲取含有紫色土區域的彩色圖像，將含有紫色土區域的彩色圖像轉化為HSI顏色空間的圖像Ⅰ；

S2：獲得自適應分割閾值，對圖像Ⅰ進行自適應分割，得到二值圖像II；

S3：消除二值圖像II的孤立像素區域，得到二值圖像Ⅲ；

S4：填充二值圖像Ⅲ中的空洞，得到二值圖像Ⅳ；

S5：求二值圖像Ⅳ與含有紫色土區域的彩色圖像的哈達瑪積，得到只有紫色土區域的圖像。

進一步，所述步驟S2包括

S201：建立圖像Ⅰ的紫色土區域的概率測度的切比雪夫不等式，根據圖像Ⅰ的紫色土區域的概率測度的切比雪夫不等式，確定對圖像Ⅰ進行自適應分割的閾值；

S202：根據對圖像Ⅰ進行自適應分割的閾值，對圖像Ⅰ的伴隨矩陣進行更新，得到二值圖像II。

進一步，所述步驟S202包括

S2021：將圖像Ⅰ轉化為矩陣H_I，矩陣H_I中各元素值等于在圖像Ⅰ中與各元素在矩陣H_I中位置相同的像素點的H分量值；

S2022：建立矩陣H_I的伴隨矩陣H′，根據圖像Ⅰ的伴隨矩陣H′的更新規則對圖像Ⅰ的伴隨矩陣H′的元素值進行更新，得到矩陣Ⅰ，將矩陣Ⅰ轉換為二值圖像，得到二值圖像II；

所述圖像Ⅰ的伴隨矩陣H′的更新規則為：