[发明专利]基于目标提取与改进形态学算子的木粉边缘检测算法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于显微图像的木粉边缘检测算法，尤其涉及一种基于HSV颜色空间目标提取与改进形态学算子的边缘检测算法。

背景技术

随着近些年我国木粉加工行业的兴起与壮大，木粉广泛地应用在各行各业，在节约资源的同时有效地缓解了供求关系的紧张。木粉来源广泛，作为一种低碳、环保的新型材料，已成为木材很好的替代品。木粉的应用领域主要取决于木粉目数，生产中常用筛网法检测粉体目数，这种方法操作繁琐、浪费时间和精力、在筛网过程中容易造成颗粒的再次断裂；科学研究中还运用粒度分析仪、激光衍射法等，但仪器价格昂贵，应用范围受限，不能很好地推广到生产中，从而使木粉自动化加工实现难度增大。木粉目数快速有效的识别，对实现木粉的有效利用具有重要意义。边缘检测在木粉目数识别中具有关键性的作用，目前图像边缘检测的方法很多，但由于目标不同，方法并不能通用。常用的RGB颜色模型由于R、G、B三分量之间存在很强的相关性，不具有进行彩色图像处理所要求的独立性和均匀性指标，而HSV颜色空间更符合人眼对色彩感知的特征，其三个分量相互独立、有较强的稳健性。王夏黎等人在文献1“一种基于HSV颜色空间的车辆牌照提取方法”（计算机工程,2004,30(17)）中利用HSV颜色空间对输入的含有汽车牌照的彩色图像直接进行处理，设计一种车牌检验方法，实现车牌定位。数学形态学具有完美的数学基础，在边缘检测领域取得了很好的效果，如李杰等在文献2“基于数学形态学的边缘检测算法的研究”（计算机科学,2012,39(6A)）中通过一种改进的形态学算子，有效地检测出边缘，并保持了边缘平滑性。结构元的大小与对不同方向的敏感性均关系到边缘检测的性能，多尺度形态学算子能够减少结构元素对边缘检测的影响，黄海龙等人在文献3“一种基于数学形态学的多形状多尺度边缘检测算法”（东北大学学报(自然科学版),2010,31(10)）中，使用不同方向和大小的结构元素提取边缘，并计算信息熵确定权重系数，对边缘做融合处理，抑制噪声影响，具有很好的鲁棒性。以上所述均为基于HSV颜色空间目标提取与改进形态学算子的木粉边缘检测算法提供了理论依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于目标提取与改进形态学算子的木粉边缘检测算法，该算法采用基于HSV颜色空间的S分量实现目标提取，通过选取每个尺度下最佳方向的结构元改进形态学算子，实现木粉边缘检测。算法不受背景的噪声影响，边缘检测效果好，定位准确。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于目标提取与改进形态学算子的木粉边缘检测算法，包括以下步骤：

(1)将采集到的RGB图像变换到HSV颜色空间，提取S分量进行阈值分割，进行数学形态学及滤波去噪等操作，获取去除背景的二值化目标；