[发明专利]一种玉米种子形状特征提取的图像分割方法

说明书

本发明创造提供了一种玉米种子形状特征提取的图像分割方法，步骤如下：获取玉米种子的外观图像，对图像进行二值化处理并建立二维坐标系，在二值化处理后的图像上确定玉米种子形心位置；通过径向切割的方法，获得玉米种子片层图像；在二值化片层图像上以形心作为原点建立极坐标；通过极坐标的极径和极角表述种子图像形状特征参。本发明创造所述的一种玉米种子形状特征提取的图像分割方法其物理意义更为直观，能有效减少图形运算量，简化种子形状特征提取的过程。

技术领域

本发明创造属于图像识别技术领域，尤其是涉及一种玉米种子形状特征的图像分割方法。

背景技术

自古以来我国就是农业生产大国，拥有种类繁多的农作物产品，其中玉米作为高产农作物是我国主要粮食品种之一，玉米是许多饲料、燃料和工业原料的主要来源。为了进一步增加玉米的产量和质量，在种植玉米之前应对玉米种子进行选型，剔除掉破损和发育不良的种子。

如图3所示，现有技术方案要对种子图像进行各种梯度运算，首先搜寻图像的边界、计算图形轮廓、大端、小端、形心、尖端、长轴、短轴以及计算图像的最大内切圆、最小外接圆等参数来间接描述图像的外形特征，这样的计算量过大，需要极高的及其运算速度和存储空间，变相提高了研发和生产的成本。因此需要提出一种简易化的种子形状特征的图像分割方法来简化种子图像识别的运算过程。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种玉米种子形状特征的图像分割方法，以实现直观高效的提取种子形状特征参数。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种玉米种子形状特征提取的图像分割方法，步骤如下：

获取玉米种子的外观图像，对图像进行二值化处理并建立二维坐标系，在二值化处理后的图像上确定玉米种子形心位置；

通过径向切割的方法，获得玉米种子片层图像；

在二值化片层图像上以形心作为原点建立极坐标；

通过极坐标的极径和极角表述种子图像形状特征参数。

进一步的，将各个片层图像和特征参数进行叠加，获得玉米种子的立体形状特征参数。

进一步的，所述图像二值化处理通过调节图像灰度实现，将玉米种子的图像灰度调节为0或者255即可获得二值化图像。

进一步的，所述二维坐标系的原点位于图片的左下角顶点处，坐标系的单位长度为一个像素。

进一步的，所述形心的确定依靠下述公式完成：

式中N为图像占据的坐标个数，x、y为二值化图像内部点对应的坐标值，公式所得值转化为坐标(X，Y)即为玉米种子形心坐标。

进一步的，所述图像的极径和极角的值由下述公式确定：

ρ²＝(X+Y)²

θ＝arctan(Y/X)

式中ρ为极径，θ为极角，X、Y为图像边缘点的坐标值。

遍历图像各像素，以最大ρ的位置为长轴，分别旋转θ，2θ，3θ…得到一组最大ρ值向量【ρ(θ)，ρ(2θ)，ρ(3θ)…】，以它为图像特征参数，作为图像分类识别的入口参数，根据精度要求选择合适的θ取值时，这组ρ向量就能够准确表达颗粒的形状特征了。

进一步的，所述θ取值90°时，所得向量即为种子长和宽的形状特征；θ取值45°时，所得向量即为种子左上肩、右上肩、左下摆和右下摆的形状特征。