[发明专利]一种批量化学术图像自动分割标注装置和方法

权利要求书

1.一种批量化学术图像自动分割标注方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：读取图像，若图像读取失败，则需要进行图像格式的转换，转换成统一的格式后再进行读取；

S102：将图像转化为灰度图，并根据设定阈值进一步转化为二值图；

S103：在二值图上寻找闭合轮廓，从而获得初始轮廓信息；

S104：对每一个闭合轮廓做外接矩形，以外接矩形的面积为依据进行轮廓的筛选，得到符合要求的轮廓信息；

S105：对选定的轮廓进行整合，得到最终合适的轮廓，从而确定最终的分割区域；

S106：依据最终确定的分割区域对图像进行分割，输出各分割区域的位置信息并形成标注文件保存下来；

S107：将各分割区域输入到卷积神经网络中进行自动分类，生成类别标签，从而完善标注文件；

所述S102步骤，将灰度图根据设定阈值转化为二值图，具体的阈值化公式如下：

其中I(x,y)表示灰度图在(x,y)处像素的值，σ为设定的分割阈值，所述分割阈值为接近于白色的值，σ=200，当灰度值大于等于σ时置为0，即黑色；当灰度值小于σ时置为255，即白色；

所述S104步骤，以外接矩形的面积为依据进行轮廓的筛选，包括依据所述外接矩形的最大面积和最小面积的过滤筛选；具体为，首先对外接矩形的最大面积进行判断，对子图外接矩形的面积进行限定，设置子图外接矩形最大面积占比为整图的1/81，否则就不会进行下面的分割和标注，其次对外接矩形的最小面积进行判断，基于子图外接矩形最大面积确定相对的面积占比，设置子图外接矩形最大面积的1/8为可以接受的最小轮廓外接矩形面积，只选取在这个范围之内的轮廓；

所述S105步骤，在一个与原图尺寸一致的纯色填充图上做每一个选中轮廓的外接矩形，并在其内部进行填充，制作成掩膜,并将连通的区域进行限制为矩形，从而得到对应与原图的最终的分割区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S101步骤，若图像为非三通道RGB图像，需要将其拓展为标准的三通道RGB图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S102步骤，使用加权平均法将原始图像转化为灰度图，具体公式如下：

其中I(x,y)表示灰度图在(x,y)处像素的值，I_R(x,y)、I_G(x,y)和I_B(x,y)分别表示原始图像RGB三个通道的取值，其前面的系数是从人体生理学角度提出的一种权值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S103步骤，在二值图上进行轮廓的扫描，扫描的方式按照从上到下，从左到右的顺序，当找到是边界起始点的时候判断轮廓类型，随后不断更新当前点，然后绕着该点逆时针旋转找下一点并且不断更新像素值；在轮廓的存储上只存储拐点的信息，压缩水平方向，垂直方向和对角线方向的元素，只保留该方向上的重点坐标，即只保留外接矩形的四个顶点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S106步骤，依据掩膜对原图上的像素进行扫描，仅保留掩膜内的框定区域，其他区域全部都置为黑色，将一整张图像划分为各个子图，同时记录下每个区域的位置坐标，保存成JSON格式的标注文件一并输出。

6.一种批量化学术图像自动分割标注装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于读取图像，若图像读取失败，则需要进行图像格式的转换，转换成统一的格式后再进行读取；

阈值处理模块，用于将图像转化为灰度图，并根据设定阈值进一步转化为二值图；

边缘提取模块，用于在二值图上寻找闭合轮廓，从而获得初始轮廓信息；

边缘过滤模块，用于对每一个闭合轮廓做外接矩形，以外接矩形的面积为依据进行轮廓的筛选，得到符合要求的轮廓信息；

边缘修补模块，用于对选定的轮廓进行整合，得到最终合适的轮廓，从而确定最终的分割区域；

图像分割模块，用于依据最终确定的分割区域对图像进行分割，输出各分割区域的位置信息并形成标注文件保存下来；

类别标注模块，用于将各分割区域输入到卷积神经网络中进行自动分类，生成类别标签，从而完善标注文件；

所述阈值处理模块，将灰度图根据设定阈值转化为二值图，具体的阈值化公式如下：

其中I(x,y)表示灰度图在(x,y)处像素的值，σ为设定的分割阈值，所述分割阈值为接近于白色的值，σ=200，当灰度值大于等于σ时置为0，即黑色；当灰度值小于σ时置为255，即白色；

所述边缘过滤模块，以外接矩形的面积为依据进行轮廓的筛选，包括依据所述外接矩形的最大面积和最小面积的过滤筛选；具体为，首先对外接矩形的最大面积进行判断，对子图外接矩形的面积进行限定，设置子图外接矩形最大面积占比为整图的1/81，否则就不会进行下面的分割和标注，其次对外接矩形的最小面积进行判断，基于子图外接矩形最大面积确定相对的面积占比，设置子图外接矩形最大面积的1/8为可以接受的最小轮廓外接矩形面积，只选取在这个范围之内的轮廓；

所述边缘修补模块，在一个与原图尺寸一致的纯色填充图上做每一个选中轮廓的外接矩形，并在其内部进行填充，制作成掩膜,并将连通的区域进行限制为矩形，从而得到对应与原图的最终的分割区域。