[發明專利]一種基于木材顏色空間的特征提取方法

在審

• 申請號: 202010637936.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111768456A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 徐哲壯;梁世佳;林燁;陳丹;陳劍;邱洋;連巖杰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06T7/13;G06T5/00;G06N20/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種基于木材顏色空間的特征提取方法，其特征在于，首先找出在拍攝環境下木材顏色在RGB色彩空間下的顏色空間，進而提取出木材顏色特征，提取出的顏色特征可供不同輸入類型的機器學習算法使用，該方法具體實現如下：

步驟S1、圖像采集：基于工業攝像機采集木材圖像樣本；

步驟S2、圖像預處理：濾除因外因對木材顏色造成影響的木材圖像樣本；

步驟S3、對木材圖像進行輪廓檢測操作，并在輪廓檢測的基礎上，往圖像內部收縮若干像素，減少因為采集過程中木材傾斜導致輪廓檢測時背景的干擾，得到的木材圖像樣本稱為訓練樣本；

步驟S4、特征提?。簩τ柧殬颖具M行特征提取，提取方式如下：

S41、首先需要找到RGB色彩空間下木材的色彩空間，木材的色彩空間由訓練樣本計算得到；

S42、統計各個訓練樣本的RGB直方圖，對所有訓練樣本的直方圖進行疊加，得到累加直方圖，在累加直方圖上選取RGB各個通道中占比較大的區間的上下限值；三個通道選取的區間上下限分別記為[R_L,R_H],[G_L,G_H]，[B_L,B_H]，其中R_L,R_H,G_L,G_H,B_L,B_H的取值范圍均為[0,255]，且R_L＜R_H,G_L＜G_H,B_L＜B_H，三個通道區間上下限值在256×256×256三維色彩空間下構成木材顏色空間；

S43、在木材顏色空間下對訓練樣本進行特征提?。?/p>

步驟S5、將每個圖片樣本的像素點映射到RGB色彩空間下，若像素點落在木材的顏色空間下，則對應顏色值計數加1，若像素點落在木材的顏色空間外，則舍棄該像素點，遍歷所有像素點后，得到一個(R_H-R_L)×(G_H-G_L)×(B_H-B_L)大小的立方體矩陣，該立方體矩陣即為所要提取的特征矩陣；

步驟S6、對特征矩陣進行壓縮，將相似的顏色特征進行合并：將木材的色彩空間的每個維度均分成n個bins，即把空間上相鄰的若干個點當作同一種顏色，故得到n³種顏色，得到一個n×n×n維的特征矩陣M。

2.根據權利要求1所述的一種基于木材顏色空間的特征提取方法，其特征在于，還包括一步驟，即將特征矩陣M其各個值除以sum(M_0，0,M_0，1,M_1，0......M_n,n)得到特征矩陣M的特征頻率矩陣

3.根據權利要求2所述的一種基于木材顏色空間的特征提取方法，其特征在于，對于輸入特征為一維的機器學習算法，需進一步將特征頻率矩陣的三維空間展開成一個特征頻率向量特征頻率向量長度大小為n³，每個值代表在木材的色彩空間中每個顏色出現的次數占所有顏色出現次數的比例。

4.根據權利要求1所述的一種基于木材顏色空間的特征提取方法，其特征在于，所述步驟S42的在累加直方圖上選取RGB各個通道中占比較大的區間的上下限值的方法有：

①人工選取累加直方圖上各個通道下方所圍面積較大的兩個區間值作為區間上下限；

②閾值選取法：設定一個閾值，在累加直方圖上該閾值處繪制一條直線，與該直線相交的兩個點作為區間上下限。

5.根據權利要求1所述的一種基于木材顏色空間的特征提取方法，其特征在于，所述步驟S6中，n取8或8的偶數倍。