部分遮挡的柑橘果实图像识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108960011A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201710366377.2(22)申请日2017.05.23(71)申请人湖南生物机电职业技术学院地址410126湖南省长沙市芙蓉区隆平高科技园湖南生物机电职业技术学院(72)发明人曹乐平(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人郭立中李美丽(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06K9/46(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图15页(54)发明名称部分遮挡的柑橘果实图像识别方法(57)摘要本发明公开了一种部分遮挡的柑橘果实图像识别方法，包括步骤：采集图像并裁切；将裁切后的图像转化为黑白二值图像并去除黑色孔洞及白色伪目标黑色化处理；对检测到的果实轮廓宽度单像素化，读取标记区果实轮廓坐标，得到柑橘果实轮廓坐标矩阵；形成按顺时针方向排列的柑橘果实轮廓坐标集；找出横坐标及纵坐标均不同于前点的轮廓转角点，产生柑橘果实轮廓转角点集；找出交点、拐点、端点、断点；粗滤过检点，形成待选特征点集并精滤过检点，形成特征点集；曲线拟合，舍弃伪果实目标并去除过度拟合曲线；计算曲线参数。本发明对采图角度不敏感，保证了被遮挡果实区域轮廓提取的准确性，满足了果实轮廓还原时同时检测圆形果实与椭圆形果实的要求。CN108960011ACN108960011A权利要求书1/2页1.一种部分遮挡的柑橘果实图像识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：采集树上柑橘果实图像，并对采集到的柑橘果实图像进行t×t像素大小的图像裁切；步骤B：B1.建立γ＝0.5R-0.42G-0.81B的色差模型，将裁切后的柑橘果实彩色图像转化为γ色差分量图，对γ色差分量图进行灰度转换，并通过自动阈值法转化为黑白二值图像；B2.利用白色填充法去除黑白二值图像中白色果实目标中的黑色孔洞，同时将黑白二值图像中的白色果实伪目标黑色化背景处理；步骤C：通过Canny算子检测经过步骤B2得到的黑白二值图像，对检测到的果实轮廓宽度单像素化，标记单像素化后的果实轮廓图像，读取各标记区果实轮廓坐标，得到柑橘果实轮廓坐标矩阵；步骤D：以柑橘果实轮廓坐标矩阵的第1点为始点，按顺时针方向在柑橘果实轮廓坐标矩阵中找出距该始点距离最小的点作为第2点，依次搜寻，至柑橘果实轮廓坐标矩阵最后一点结束，形成按顺时针方向排列的柑橘果实轮廓坐标集；在柑橘果实轮廓坐标集中，找出横坐标及纵坐标均不同于前点的轮廓转角点，产生柑橘果实轮廓转角点集；步骤E：遍历柑橘果实轮廓转角点集，找出相邻三点连成的三角形中中间转角点所对应的三角形高中的最大者作为交点；同时找出间距等于的两转角点的中点、中点往前的第二转角点、中点往后的第二转角点连成的三角形中中点所对应的三角形高中的最大者作为交点；步骤F：遍历柑橘果实轮廓转角点集，找出二阶导数符号变化的转角点作为拐点；步骤G：遍历柑橘果实轮廓坐标集，找出横坐标最小点和横坐标最大点，从找出的横坐标最小点和横坐标最大点中筛选出纵坐标最小点和纵坐标最大点，从而提取出柑橘果实轮廓竖向分布的首尾端点及被竖向遮挡的轮廓断点；同时，遍历柑橘果实轮廓坐标集，找出纵坐标最小点和纵坐标最大点，从找出的纵坐标最小点和纵坐标最大点中筛选出横坐标最小点和横坐标最大点，从而提取出柑橘果实轮廓横向分布的首尾端点及被横向遮挡的轮廓断点；步骤H：剔除以上检测出的交点、端点、断点及拐点中的重复点与距离小于5个像素单位的过检点，形成待选特征点集；依据过相邻3个特征点的两线段斜率同号的原则，对待选特征点集进行初次筛选，去除部分过检点，形成粗选特征点集；再根据凸多边三角形判别法，去除粗选特征点集中的凹点，形成特征点集；步骤I：以特征点为分界点，在柑橘果实重新排列的边缘轮廓中筛选出未被遮挡的果实轮廓段，对未被遮挡的果实轮廓段进行圆形及椭圆形曲线拟合，舍弃大小超正常果实0.3～1.7倍的伪果实目标；同时，对于大小与中心点均在5个像素内的多条过度拟合曲线，仅保留其中任一条；步骤J：计算步骤I中保留下来的二次曲线各连通区域内圆形轮廓曲线的中心坐标和半径大小；计算步骤I中保留下来的二次曲线各连通区域内椭圆形轮廓曲线的中心坐标、长轴大小和短轴大小。2.如权利要求1所述的部分遮挡的柑橘果实图像识别方法，其特征在于，所述步骤A中，对采集到的柑橘果实图像进行512×512像素大小的图像裁切。2CN108960011A权利要求书2/2页3.如权利要求1所述的部分遮挡的柑橘果实图像识别方法，其特征在于，所述步骤B2中，对黑白二值图像中像素数小于500的果实伪目标黑色化背景处理。4.如权利要求1所述的部分遮挡的柑橘果实图像识别方法，其特征在于，所述步骤I中，设待拟