[发明专利]玉米育种切片特征区的定位切片方法

摘要

玉米育种切片特征区的定位切片方法，主要包括以下几个过程1、利用震动给料器将玉米粒单粒分开，采集单粒玉米种子正上方向像，进行图像分割处理。2、确定玉米粒形心位置。3、计算玉米粒正上方向图像尖端、大端外凸角标记点位置。4、计算玉米粒的长轴方向。5、计算玉米粒大端外凸圆角部分的切割线位置。本发明与现有技术相比，采用较简单设备，依据直观的计算原理，快速准确地定位玉米粒尖端顶点的位置，确定玉米粒的长轴方向、大端的2个外凸圆角切割线位置，定位速度快，精度高。

主权项

一种玉米育种切片特征区的定位切片方法，其特征在于包括下述步骤：一、选用的设备，包括一台螺旋振动给料筛选装置、玉米粒切片机和计算机，均为已知设备；在切片机的待切割料平台的正上方安装摄像机；二、通过上述螺旋振动给料筛选装置将玉米粒定向、单粒分开，同时筛除大端粗、圆的玉米粒；通过设置在待切割料平台的正上方的摄像机，采集单粒玉米种子图像，输入计算机进行图像处理，将RGB图像变换为二值图像，分割为目标区域和背景区域；三、通过计算机计算上方图像目标区域面积，采用的公式为：，其中，为二值图像的像素灰度值，(x,y)为图像像素坐标，s为目标区域像素集合，计算目标区域面积内的形心位置坐标，，；设定圆形掩模尺寸为，其中，其取值为自然数，d为调整系数且，int( )是取整函数；四、使掩模中心与待检测目标像素点重合，用掩模覆盖图像目标区域内像素，计算掩模内覆盖目标区域面积大小；五、遍历单个玉米粒图像目标区域内的所有像素，重复步骤四；六、在图像目标区域中，选择不超过圆模板面积倍的较小面积所对应的像素作为目标，其中，构成待聚类操作的数据区域，其中掩模覆盖面积最小的所对应的像素点位置，即为玉米粒的尖端顶点，将该点作为第一次2‑均值聚类的一个初始聚类中心，该点也是玉米粒长度方向的最外顶点，作为机械手夹持玉米粒的定位参考点；同时，依据“待聚类区域内的点置1，非待聚类区域内的点置0”的原则生成待贴标签矩阵；七、以玉米粒尖端顶点和聚类操作域中距离尖端顶点最远的点，作为第一次2‑均值聚类的两个初始聚类中心，进行2‑均值聚类，将玉米目标区域分为大端和尖端两类，其中聚类中心接近尖端顶点位置的一类为尖端类，另一个类为大端类，得到的2个类内中心，分别记为尖端和大端的粗定位标记；八、在大端类中，随机选择大端类数据中距离较远的2个点，作为2个初始聚类中心，进行第二次2‑均值聚类，得到大端外凸圆角的两个类及其相应的聚类中心，该聚类中心记为大端外凸圆角粗定位标记；九、对待贴标签矩阵进行贴标签，找到距离尖端和大端外凸圆角的3个粗定位标记最近的标签，标签内像素坐标位置求均值，得到三个聚类中心，则分别记为尖端精定位标记O1、大端的2个外凸圆角的精定位标记O2和O3；十、连接尖端精定位标记O1与形心位置的连线，即为玉米粒的长轴方向；十一、由三个精定位标记点O1、O2和O3可组成三角形，在O2点和O3点附近，求其邻边上的插值点Pij，，由此可确定两对插值点，其中，i={2,3}，j={1,2,3}且，是边的向量，比例系数，其取值大小决定切割线距离边缘的宽度，值越小则距离边缘越近，同一标记附近的两插值点进行连线，分别连接，连接就得到相应的2条切割线；十二、玉米切片机的机械手对单粒玉米粒按其中任一切割线或定位，并进行激光切片，即得。