[发明专利]一种被遮挡圆形成熟果实的图像识别与定位方法

说明书

一种被遮挡圆形成熟果实的图像识别与定位方法，包括：输入原始图像，采用归一化的红绿色差法将彩色图像灰度化，利用中值滤波器完成图像去噪；采用基于像素灰度值的类间方差最大化分割法划分灰度图像，提取图像的背景与目标；采用形态学方法进行二值化图像空洞填充，计算平滑轮廓上各点曲率，使用最小二乘法拟合目标轮廓曲线，获得目标图像圆心及半径；根据图像目标外部轮廓及圆心定位结果，计算图像目标的识别率。该方法采用归一化红绿色差法灰度化图像，通过类间方差实现灰度图像背景类与目标类划分，结合形态学方法完成空洞填充，使用最小二乘法拟合目标轮廓曲线，根据目标图像圆心及半径计算图像识别率，通过阈值判定完成图像的定位识别任务。

技术领域

本发明涉及图像处理和机器视觉领域，具体涉及一种被遮挡圆形成熟果实的图像识别与定位方法。

背景技术

果实的提取和匹配是成熟果实采摘机器人进行果实定位、识别和采摘的基础。成熟果实的生长状态大致可以分为单果分离无遮挡、单果或多果被枝叶或其他果实遮挡以及果实形状大小不一等多种情况，若多果之间相互遮挡情况较严重，使用采摘机器人进行采摘时未对此情况进行有效分析，仅识别图像中分离明显的果实，则可能漏摘较多被遮挡果实，需要重新采摘或人工检查；不仅未提高采摘效率，反而造成了资源浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种被遮挡圆形成熟果实的图像识别与定位方法，采用归一化红绿色差法灰度化图像，通过类间方差实现灰度图像背景类与目标类划分，结合形态学方法完成空洞填充后，使用最小二乘法拟合目标轮廓曲线，根据目标图像定位成熟果实位置及大小，通过识别率阈值比较识别定位结果。

本发明解决其问题所采用的技术方案，包括以下步骤：

A.输入原始图像，采用归一化的红绿色差法将彩色图像灰度化，利用中值滤波器完成图像去噪；

B.采用基于像素灰度值的类间方差最大化分割法划分灰度图像，提取图像的背景与目标；

C.采用形态学方法进行二值化图像空洞填充，计算平滑轮廓上各点曲率，使用最小二乘法拟合目标轮廓曲线，获得所有目标图像的圆心及半径；

D.根据图像中目标外部轮廓及圆心定位结果，计算图像目标的识别率，从而有效完成成熟果实图像的定位与识别任务。

本发明的有益效果是：

在果实间位置分布多样且过程复杂的目标定位识别任务中，本发明采用归一化红绿色差法灰度化图像，通过类间方差实现灰度图像背景类与目标类划分，结合形态学方法完成空洞填充后，使用最小二乘法拟合目标轮廓曲线，根据目标图像定位成熟果实位置及大小，通过识别率阈值比较识别定位结果，产生稳定高效的有益效果。

附图说明

图1为一种被遮挡圆形成熟果实的图像识别与定位方法的整体流程图；

图2为成熟果实归一化灰度图像；

图3为采用本方法的成熟果实定位识别样例。

具体实施方式

参照图1，本发明所述的方法包括以下步骤：

A.输入原始图像，采用归一化的红绿色差法将彩色图像灰度化，利用中值滤波器完成图像去噪；

(3)在自然环境下，成熟果实的红绿(R-G)灰度值和背景灰度值具有明显的差异，根据此特性，采用归一化的红绿色差法对原始图像的R-G特征进行归一化处理，消除因光线影响在R和G分量中包含的光强信息，获得灰度图像：

其中，R(x,y)，G(x,y)分别为RGB图像矩阵中位于x行y列像素点的红色和绿色分量的灰度值；