[发明专利]一种单目标区域的复杂背景植物叶片图像的分割方法

摘要

本发明公开了一种单目标区域的复杂背景植物叶片图像的分割方法，包括以下步骤：首先是预处理。把图像缩小到适当的尺度，并显示；让用户标定“叶边缘点或叶内点”序列。接着，在围绕每一个叶边缘点并以较小尺寸为半径的圆周上，依赖图像的彩色像素值以及前述序列的形状信息，较为准确地确定其中一点为叶外点。然后结合叶边缘点、叶内点以及叶外点的信息，完善前景标记和背景标记。最后作标记分水岭分割，并修正结果。

主权项

1.一种单目标区域的复杂背景植物叶片图像的分割方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、预处理：把图像缩放至所设定的尺度并显示，用户标定叶边缘点或叶内点得到标记点序列pos，再初始化前景和背景图像；第二步、检测叶外点：围绕每一个叶边缘点并在以半径为radius的圆周上，依赖图像的彩色像素值以及前述标记点序列pos的形状信息，确定每一个叶边缘点的叶外点；第三步、结合叶外点信息修改前景背景标记；结合叶边缘点、叶内点以及叶外点的信息，完善前景标记和背景标记；第四步、分割及修正处理；在彩色空间直接求取梯度图，而后作标记分水岭分割，并运用数学形态学方法修正结果；第五步、判断分割及修改结果是否满意，不满意则返回步骤第一步，满意则输出分割及修改结果；所述第一步的预处理过程具体为：step1：把图像缩小至所设定的尺度，首先计算缩放比例系数ratio＝(2592×1936)/(图像的行数×图像的列数)，若ratio<1，则把图像以ratio的开平方的值为倍数缩小；否则无需缩小；step2：显示缩小后的图像currentImage；step3：用户标定叶边缘点或叶内点，得到标记点序列pos；在此，用户选点的原则是：第1个叶边缘点标定在叶基点处，循着顺时针或逆时针方向，依次标定后续的叶边缘点或叶内点；要求前后相邻的两个标记点之间的连线不经过叶片的外部；当第二次标记第1点所在位置时，标记过程结束，第二次标定的与第1点相同位置的点，不会被存储于标记点序列pos；随即会依次连接相邻的两点，组成一个封闭的多边形；step4：初始化背景二值图backgroundMask；新建一个与当前显示图像currentImage大小一致的全“0”二值图像backgroundMask，然后把它的四边框上的像素全修改为“1”；step5：初始化前景二值图foregroundMask；新建一个与当前图像currentImage大小一致的全“0”二值图像foregroundMask；然后在foregroundMask内，把处于pos中所有标记点依次连结而成的多边形polygon内部及边界上的点，修改为“1”；所述第二步检测叶外点的具体实现过程为：step6：初始化计数器变量i＝1；step7：依次对标记点序列pos中的每一个标记点p，确定其是否为叶边缘点；Step8：统计标记点序列pos中，未被标记为叶边缘点的点数concavepointsNum；Step9：设置一个叶边缘点判断距离；Step10：判断concavepointsNum是否大于2；若是，把叶边缘点判断距离加倍；Step11：对标记点序列pos中每一个未被标记为叶边缘点的点p，判断点p与前面的一点pBefored的距离，以及与后面一点pBehind的距离，均小于叶边缘点判断距离，若是，确定点p为叶边缘点；step12：检测每一个叶边缘点p的叶外点o，并依次存于点列表outPosForLine；其中，检测一个叶边缘点p对应的叶外点o。