[發(fā)明專利]基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112862841A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊公平;王沖;孫啟玉;宋成秀;褚德峰;張同心
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東鋒士信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/155;G06T5/00
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發(fā)明公開了基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割方法及系統(tǒng)，包括：獲取待處理棉花圖像；將待處理棉花圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間；提取HSV顏色空間的棉花圖像的飽和度S分量；對飽和度分量圖像進行濾波處理，以去除圖像中的隨機噪聲；對濾波處理后的圖像進行形態(tài)學(xué)重構(gòu)，以去除圖像中的暗點和瑕疵；對形態(tài)學(xué)重構(gòu)處理后的圖像進行灰度變換，以增強棉花區(qū)域與背景區(qū)域之間的對比度；對灰度變換后的圖像進行閾值分割，得到棉花圖像的分割結(jié)果。提高自然環(huán)境下棉花的分割精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提到了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能采摘機器人越來越多地應(yīng)用在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，采棉機器人的研發(fā)具有重大的現(xiàn)實意義和廣泛的應(yīng)用前景。采棉機器人在采摘棉花過程中首先要解決的問題是將棉花圖像從復(fù)雜的環(huán)境背景中分割出來。棉花圖像分割效果的優(yōu)劣會直接影響采摘系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

目前棉花目標(biāo)的分割方法還處于研究探索階段：很多傳統(tǒng)圖像處理方法受到光照和環(huán)境背景的影響較大，難以準(zhǔn)確分割各種復(fù)雜自然環(huán)境下的棉花；基于深度學(xué)習(xí)的圖像分割方法則需要以大量的標(biāo)記圖像為基礎(chǔ)，且計算量較大，模型訓(xùn)練時間較長，對硬件配置要求較高，難以應(yīng)用到棉花圖像的分割。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割方法及系統(tǒng)；提高自然環(huán)境下棉花的分割精度。

第一方面，本發(fā)明提供了基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割方法；

基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割方法，包括：

獲取待處理棉花圖像；將待處理棉花圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間；

提取HSV顏色空間的棉花圖像的飽和度S分量；

對飽和度分量圖像進行濾波處理，以去除圖像中的隨機噪聲；

對濾波處理后的圖像進行形態(tài)學(xué)重構(gòu)，以去除圖像中的暗點和瑕疵；

對形態(tài)學(xué)重構(gòu)處理后的圖像進行灰度變換，以增強棉花區(qū)域與背景區(qū)域之間的對比度；

對灰度變換后的圖像進行閾值分割，得到棉花圖像的分割結(jié)果。

第二方面，本發(fā)明提供了基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割系統(tǒng)；

基于形態(tài)學(xué)重構(gòu)和自適應(yīng)閾值的棉花圖像分割系統(tǒng)，包括：

獲取模塊，其被配置為：獲取待處理棉花圖像；將待處理棉花圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間；

飽和度分量提取模塊，其被配置為：提取HSV顏色空間的棉花圖像的飽和度S分量；

濾波模塊，其被配置為：對飽和度分量圖像進行濾波處理，以去除圖像中的隨機噪聲；

形態(tài)學(xué)重構(gòu)模塊，其被配置為：對濾波處理后的圖像進行形態(tài)學(xué)重構(gòu)，以去除圖像中的暗點和瑕疵；

灰度變換模塊，其被配置為：對形態(tài)學(xué)重構(gòu)處理后的圖像進行灰度變換，以增強棉花區(qū)域與背景區(qū)域之間的對比度；

圖像分割模塊，其被配置為：對灰度變換后的圖像進行閾值分割，得到棉花圖像的分割結(jié)果。

第三方面，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器、一個或多個存儲器、以及一個或多個計算機程序；其中，處理器與存儲器連接，上述一個或多個計算機程序被存儲在存儲器中，當(dāng)電子設(shè)備運行時，該處理器執(zhí)行該存儲器存儲的一個或多個計算機程序，以使電子設(shè)備執(zhí)行上述第一方面所述的方法。