[发明专利]一种重叠果实的识别方法

权利要求书

1.一种重叠果实的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)图像采集；

(2)对采集的图像进行滤波去燥处理；

(3)重叠目标果实提取，首先在RGB颜色空间中对图像中的每个像素点进行运算，之后采用最大类间方差法对背景进行分割；然后对分割后的区域进行形态学处理，最后将果实区域反应到原图上；

(4)重叠目标果实分离，首先对果实区域进行边缘检测，然后将形态学处理的图片与边缘检测的图片进行异或运算，将异或运算后的图片进行腐蚀处理，使得两个目标果实的分离更加明显；之后对腐蚀后的图像进行连通域分析，将两个果实的二值图分别显示在两幅图像上，如果有误分割未去除的情况，通过连通域分析检测面积小的连通域，对其进行去除；

(5)真实轮廓提取，对上一步中的两幅图像进行凸包处理与洪泛填充处理之后，进行伪轮廓的去除；

(6)边缘拟合及质心检测；

所述步骤(4)中，连通域分析采用种子填充法进行，具体方法如下：

1)扫描图像中像素点，直到像素点img[i,j]＝1；

2)将当前的像素点img[i,j]作为种子，并标记为一个标签，将该种子邻接且像素值相同的像素压入栈中；

3)弹出栈顶像素，并标记相同的标签，再将与其邻接且像素值相同的像素压入栈中；

4)重复步骤3)，直到栈为空，此时便得到了图像中的连通域之一，并被一个标签标记；

5)重复步骤1)至步骤4)，直到扫描结束，便可得到图像中的全部连通域。

2.根据权利要求1所述的一种重叠果实的识别方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在RGB颜色空间中采用c＝k*r-g-b算子对图像进行运算，其中，c为运算后的像素值，k是色差系数，r、g、b分别表示RGB颜色空间中红、绿、蓝的值。

3.根据权利要求1所述的一种重叠果实的识别方法，其特征在于，所述步骤(3)中，形态学处理的方法如下：对其先进行闭操作再进行开操作运算，将果实区域出现的孔洞进行填充并且将小部分误分割的地方去除，如果出现孔洞过大的情况，利用洪泛填充的方法；如果误分割的区域较大，利用连通域分析，将较小的连通域去除。

4.根据权利要求1所述的一种重叠果实的识别方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对果实区域进行canny算子边缘检测，将重叠部分的边缘有效的识别出来。

5.根据权利要求1所述的一种重叠果实的识别方法，其特征在于，所述步骤(4)中，异或运算是针对两幅图像的相同位置的像素进行运算的，当两个像素同为白色或者同为黑色，则输出黑色；若两个像素为一黑一白，则输出白色；在此处，这两幅图像分别是形态学处理的二值图像img1和边缘检测的图像img2，异或运算的公式为：

其中，img表示经过异或运算后的图像，i、j分别表示像素的横纵位置。

6.根据权利要求1所述的一种重叠果实的识别方法，其特征在于，所述步骤(5)中，凸包处理的具体步骤如下：

1)找到图像中纵坐标最小的像素点，标记为m₀；

2)计算剩余像素点与m₀的连线和横轴之间的夹角的余弦值，按照余弦值从大到小的顺序，将这些点分别标记为m₁，m₂，m₃…；

3)将m₀和m₁先压进栈内，然后从m₂开始，计算栈顶的两点的向量相对于该点与栈顶点的向量是否为逆时针转动，如果是逆时针关系，则将该点压进栈内；否则，弹出栈顶元素；

4)最后栈内的所有像素点即为凸包的顶点。

7.根据权利要求1所述的一种重叠果实的识别方法，其特征在于，所述步骤(5)中，洪泛填充的具体方法如下：先对背景进行填充，将填充的像素点记录并反映在新的图片上，再将这张图片的像素值取反，即可得到凸包处理后孔洞填满的图片。