[發明專利]基于多層次距離變換的粘連目標分割算法

在審

• 申請號: 201910274893.1
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110033462A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 李子印;孔繁圣
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種圖像分割方法，其分割方法包括：(1)最原始圖像進行光照校正、二值化處理；(2)對二值圖像經行距離變換、歸一化處理；(3)對歸一化后圖像每個連通域大小進行篩選，對大于一個單體目標大小的區域再次進行距離變換、歸一化處理，直至沒有大于一個單體目標的區域；(4)以距離變換、歸一化后的圖像為種子，經行分水嶺計數；(5)對分割后的圖像分塊上色，再以二值圖為蒙版，對分割后圖像經行過濾。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，是利用多層次的距離變換進行圖像分割的算法。

計數背景

利用圖像處理計算對粘連目標進行分割計數能夠減少所需的勞動力，提升工作效率，提高計數精度。利用圖像處理技術對目標進行分割計數主要包括圖像采集，圖像預處理，圖像分割，分析輸出結果等。其中，圖像的預處理與分割算法在其中起著最重要的作用。他們直接影響著分割計數的準確性。但傳統的距離變換算法在某些情況下不能很好適應被分割的目標，造成分割的錯誤。常見的的有分割不徹底，分割算法沒有將粘連目標分割開；以及分割過度，將單個目標分割成多個目標。

本發明通過合理的預處理手段，配合多層次的距離變換算法，以不同閾值加以限定，大大提高了算法分割的精度以及穩定性。最后再用分水嶺算法，實現了粘連目標的分割。

發明內容

本發明提出了一種基于多層次距離變換的粘連目標分割算法，其步驟如下：

(1)首先，獲取待分割的圖像，在對圖像經行光照校正，這一步是針對真實環境下，光照不均勻，而對其做的修正。

(2)對圖像進行雙邊濾波處理，在這里使用雙邊濾波的原因是雙邊濾波能很好的去除圖像噪點的情況下，保持圖像中目標的邊緣，使邊緣更加清晰銳利。

(3)對圖像進行二值化處理。

(4)再對二值圖進行距離變換，對變換后的數據進行歸一化處理，得到部分目標分離的圖像。

距離變換是計算每一個點的最近背景的距離，在二值圖像上一般為非零點到最近零點的距離。

距離變換：

D(p)＝Min(d(p，q))

D(p)為距離變換后的圖像。p是目標上的像素點，q是背景上的像素點，d()是p與q上像素點的歐式距離。

歸一化是對每一個像素經行距離變換后的值經行歸一計算，能使距離變換計算出的距離通過圖像呈現出來。而在多次計算中，每次也可取不同的參數值。

(5)遍歷歸一化圖像中的每一個連通域，通過連通域的像素閾值判斷，連通域內是否為單體目標。若是單體目標，則將次聯通域加入標記圖像中，若不是單體目標，則將其加入下一級待處理圖像中，在對其進行距離變換計算。

用于連通域大小進行篩選的參數是通過目標在圖像上的像素數量計算而來的。參數F：

其中，S為單體目標像素個數，r為歸一化閾值參數，k為迭代次數。上面三個公式分別針對圓形、橢圓、矩形目標，F₁(k)中的R為圓形目標的半徑，F₂(k)中的a、b分別是橢圓目標的長短軸，F₃(k)中的a、b分別為矩形目標的長寬。

(6)重復(5)直至沒有連通域被加入到下一級待處理圖像中。這樣，就得到了了全部由單體目標組成的標記圖像。

(7)以標記圖中的標記為參考，進行分水嶺分割，得到分割圖像。

(8)將前面步驟得到的二值圖作為蒙版，取分割圖像。就得到修正后的分割圖。此圖為最終分割圖像。

附圖說明