[发明专利]一种棉花异性纤维图像在线分割方法及系统

权利要求书

1.一种棉花异性纤维图像在线分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：接收棉花异性纤维图像，将所述图像转换为灰度图像，并将该灰度图像取反；

S2：对取反的灰度图像分块处理，并进行固定阈值二值化分割处理，计算分割后目标图像的面积，依据该图像面积大小、图像块与比邻图像块之间的连接关系，判定是否进一步细化处理；

S3：读取需要细化处理的图像块，得到修正后的背景灰度图像，与原灰度图像块相减得到剔除背景的图像块，使用OTSU法进行图像分割；

S4：对图像块进行膨胀操作，将相邻图像块的对应边缘像素进行对比，并以其重合度为依据对多幅图像或图像分块中断裂的异性纤维目标图像进行图像链接。

2.如权利要求1所述的棉花异性纤维图像在线分割方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据图像大小和目标图像占据整个图像的比例关系将图像分块，根据步骤S1灰度图像的直方图分析灰度特征结果，选择合适阈值M对每一个图像块进行二值化分割，然后根据图像块中的目标图像面积与比邻图像块的关系判断是否进一步细化处理；所述步骤S3中包括对图像块进行图像腐蚀与空白填补操作，在进行图像分割之前进行细节增强。

3.如权利要求2所述的棉花异性纤维图像在线分割方法，其特征在于，判断进一步细化处理的方法如下：若图像块内图像面积小于A₁，则不需进一步细化处理；若图像块内图像面积大于A₂，则需要进一步细化处理；若图像块内图像面积介于A₁-A₂之间，则检测与其相邻的四个图像块是否存在图像面积大于A₂的图像块，若存在则需要进一步细化处理，反之则不需进一步细化处理；其中A₁与A₂是判定图像块是否需要进一步细化处理的图像面积阈值；

所述步骤S2，通过以下步骤对棉花异性纤维图像进行增强：

S21：将异性纤维灰度图像平均分块；

S22：顺序读取每个图像块，将其以固定阈值M做二值化处理，并计算二值化后的图像块内目标图像的面积；

S23：若二值化后的图像块内目标图像的面积大于A₂，则需进一步处理并转到步骤S26，否则转入步骤S24；

S24：若二值化后的图像块内目标图像的面积小于A₁，则不需进一步处理并转到步骤S26，否则转入步骤S25；

S25：判断与该图像块相比邻的图像块是否含有需要进一步细化处理的图像块，若有则需进一步处理并转到步骤S23，否则判断图像不需进一步处理转入步骤S26；

S26：判断是否有未处理过的图像块，若有，则读取下一图像块并转到步骤S22，否则退出。

4.如权利要求1所述的棉花异性纤维图像在线分割方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过对棉花异性纤维灰度图像形状特征与灰度分布的分析，选用图像腐蚀与空白填补相结合的方式获得需要进一步细化处理图像块的背景图像；建立合适的结构元素对需要进一步细化处理的图像块进行图像腐蚀操作，以消除线状或绒状的异性纤维目标图像，然后通过空白填补的方式修正大面积的块状异性纤维被腐蚀后所剩余的部分异性纤维图像，从而得到修正后的该图像块背景灰度图像，并使之与该图像块的原灰度图像相减，得到剔除背景的图像块。

5.如权利要求4所述的棉花异性纤维图像在线分割方法，其特征在于，所述腐蚀后图像块的空白填补方法如下：在对图像块原灰度图像进行腐蚀之后的图像进行直方图分析所获得的灰度特征结果的基础上，建立空白填补灰度转换模型，将图像块中灰度级大于L_e像素点的灰度替换为0，其余像素点灰度保持不变；

所述步骤S3，通过以下步骤对棉花异性纤维图像块进行背景剔除：

S31：顺序读取需要进一步细化处理图像块的取反灰度图像；

S32：对所述图像块使用半径为3个像素点的圆形结构元素进行腐蚀操作；

S33：顺序读取腐蚀之后得到的图像块内像素点的灰度值，若其灰度值大于L_e，则将此灰度值替换为0，否则保持原始灰度值不变；

S34：判断是否有未处理过的像素，若有，则移动像素位置(i，j)到下一个像素位置，转到步骤S33，否则转到步骤S35；

S35：将通过图像腐蚀与空白填补操作获得的该图像块的背景图像与该图像块的原灰度图像相减，获得剔除背景的图像块。