[发明专利]一种机采籽棉含杂率检测方法及系统

说明书

本公开提供了一种机采籽棉含杂率检测方法，包括获取机采籽棉含杂图像的饱和度通道图像；利用截断分割方法进行图像分割后利用改进的Canny算子进行边缘检测；对边缘检测后的图像进行形态学闭操作形成闭合区域，并将形成的闭合区域进行孔洞填充；对存在杂质与图像边缘相交的图像，利用降噪后的图像与孔洞填充后的图像进行灰度值相加通过灰度直方图确定分割阈值，再进行灰度图像的二值化操作；将处理后的图像输出给数据处理线程进行实时含杂率和平均含杂率的求解并输出图像。通过本发明的方法可以实时监控机采籽棉加工过程中含杂率的情况，具有抗干扰性和实时性的特点。

技术领域

本公开涉及数字图像处理技术领域，尤其涉及一种机采籽棉含杂率检测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，棉花的种植和采收机械化程度越来越高，而随着机械化水平的逐年增高，棉花中混入的杂质也随之增多，如机采籽棉中存在的铃壳、僵瓣、棉枝、棉叶、尘杂等天然性杂质。同时，机采棉加工工艺也逐步发展起来，机采棉加工设备多、工艺复杂，设备的工作工作状态对棉花的清理有很大影响，如机采棉加工设备转速过低对棉花的清理效果不好，转速过高会对棉花纤维造成损伤。因此，实时监控籽棉中的杂质含量，可为机采棉加工设备调整转速提供依据，对于棉花的质量提升，具有重要意义。

在基于图像信息的含杂率检测过程中，首要任务是将杂质从棉花图像中分割出来，在棉花杂质图像分割方面，主要有阈值分割、提取特征分割、区域分割、边缘分割、利用分类神经网络进行分割等，这些方法取得了一定程度上的实验效果。但仍旧有局限性，如处理时间过长，从而不能进行实时的检测，求解过程受环境影响过大，抗干扰性较差等局限。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种机采籽棉含杂率检测方法及系统，本公开能够实现实时监控机采籽棉加工过程中含杂率的变化，指导棉花的加工过程。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种机采籽棉含杂率检测方法，包括：

步骤1、实时采集机采籽棉含杂图像，提取S(饱和度)通道图像输入至机采籽棉含杂率检测系统中；

步骤2、利用截断分割方法进行图像分割后利用改进的Canny算子进行边缘检测；

步骤3、对边缘检测后的图像进行形态学闭操作形成闭合区域；

步骤4、利用轮廓边界跟踪判断起始点和终止点是否重合来判定是否形成闭合区域，若没有形成闭合区域，通过增大形态学操作中核的尺寸，并再次进行步骤3，直至形成闭合区域；

步骤5、对得到的闭合区域图像进行孔洞填充，利用图像最外围像素点的灰度值判断是否存在与图像边缘相交的杂质，若存在杂质与图像边缘相交的图像，进行步骤6，否则，进行步骤7；

步骤6、利用步骤2中得到的降噪后图像与步骤5得到的孔洞填充后的图像进行灰度值相加操作；

步骤7、对步骤6得到的灰度图像通过灰度直方图确定分割阈值，再进行灰度图像的二值化操作，并输出给数据处理线程，显示处理后的图像。

进一步的，所述数据处理线程，包括：

对进行处理完成的图像进行像素点的遍历，记录灰度值为255的点的个数；

进一步的，所述数据处理线程，还包括：

将灰度值为255的像素点的个数除以图像中总像素数，得到实时的含杂率；

进一步地，所述数据处理线程，还包括：

将实时含杂率累加到变量S中，并计算图像处理线程中处理图像数i，用变量S和处理图像数i相除，得到平均含杂率，并输出实时含杂率和平均含杂率。