[发明专利]一种野外植物叶片分割用硬件系统及其分割方法

权利要求书

1.一种野外植物叶片分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制器基于偏差函数δ(x_i)来定义图像中每个粒子的转移概率，以使图像边缘光滑；

S2、从存储模块中调用以值域为[0,1]的连续函数h(p_i，ι，θ)和1-h(p_i，ι，θ)作为偏差函数δ(x_i)权重的加权和形式，θ是参考模型；

S3、控制器基于连续函数h(p_i，ι，θ)来计算输出的像素属于目标的概率ψ(p_i，ι，θ)；

S4、控制器通过存储模块定义相邻像素边的权重参数ω_ij，以提高整个过程的转移概率；

S5、控制器基于权重参数ω_ij定义图像的拉普拉斯矩阵L，同时基于随机游走能量函数E_RW(x)和偏差函数的正则项E_g(x)获取能量函数E(x)；

S6、控制器通过连接器驱动镜头将图像Г划分成两个不相交的子集Г_L和Г_U，以分别表示有标记像素集合和未标记像素集合，即Г_L＝F∪B，Г_U＝Г\Г_L，其中F和B为种子点；相应的，将能量参数E(x)的参数写成分块的形式，并将能量函数E(x)转化成未知变量x_u的函数E(x_u)；

S7、控制器对函数E(x_u)进行求导，令导数为0，得到线性方程组A_Ux_U＝λb_U-C^Tx_L；

S8、证明线性方程组的参数矩阵A_U是一个正定矩阵，使线性方程组得到唯一解x_U^*；

S9、控制器对线性方程组的解x_U^*进行二值化处理，获取图像的分割结果，从而得到光滑的、鲁棒性强的植物叶片分割图像；

硬件系统包括控制器，在控制器上连接有电平转移器和USB模块，所述电平转移器用于调节控制器内部的电压，使控制器内部输入与输出协调；所述USB模块用于连接外部设备以实现控制器功能的丰富；所述控制器通过连接器连接有镜头，所述镜头用于拍摄头像以将图像分割成不相交的子集；在控制器上还连接有存储模块和通讯模块，所述存储模块用于存储函数和算法；所述通讯模块用于上传图像数据；所述控制器的型号为XY6771，在控制器上设有166个引脚，所述控制器通过二十九号引脚到三十八号引脚与连接器相连；所述控制器通过二十七号引脚、四十二号引脚、一百四十六号引脚和一百四十七号引脚与USB模块相连；所述控制器通过六十六号引脚和一百六十号引脚与电平转移器相连；所述控制器通过九十七号引脚、九十八号引脚和九十九号引脚与存储模块相连，所述控制器通过一百六十五号引脚与通讯模块相连；在控制器上设有I 2C接口、SPI接口、DP I接口、AD转换接口和音频接口；所述USB模块包括USB接口，在USB接口上设有24个引脚，所述USB接口的四号引脚、九号引脚、十六号引脚和二十一号引脚相短接与控制器的二十七号引脚相连；所述USB接口的五号引脚与控制器的四十二号引脚相连，所述USB接口的六号引脚和十九号引脚与控制器的一百四十七号引脚相连，所述USB接口的七号引脚和十八号引脚与控制器的一百四十六号引脚相连；所述电平转移器的型号为SGM4553A，在电平转移器上设有8个引脚，所述电平转移器的四号引脚和八号引脚与控制器的一百六十号引脚相连，所述电平转移器的七号引脚与二号引脚与控制器的六十六号引脚相连；所述连接器的型号为24-5804-030-000-829，在连接器上设有30个引脚，在连接器的四号引脚和五号引脚与镜头相连；所述连接器的九号引脚与控制器的五十七号引脚相连，所述连接器的十号引脚与控制器的五十六号引脚相连；所述连接器的十六号引脚与控制器的二十九号引脚相连，所述连接器的十七号引脚与控制器的三十号引脚相连，所述连接器的十九号引脚与控制器的三十二号引脚相连，所述连接器的二十号引脚与控制器的三十一号引脚，所述连接器的二十二号引脚与控制器的三十八号引脚相连，所述连接器的二十三号引脚与控制器的三十七号引脚相连，所述连接器的二十五号引脚与控制器的三十三号引脚相连，所述连接器的二十六号引脚与控制器的三十四号引脚相连，所述连接器的二十八号引脚与控制器的三十六号引脚相连，所述连接器的二十九号引脚与控制器的三十五号引脚相连；所述存储 模块为SIM卡，在SIM卡上设有8个引脚，所述SIM卡的二号引脚与控制器的九十八号引脚相连，所述SIM卡的三号引脚与控制器的九十九号引脚相连，所述SIM卡的七号引脚与控制器的九十七号引脚相连；所述通讯模块为WIFI收发器，所述WIFI收发器的型号为WAN3216H2，所述控制器通过一百六十号引脚与WIFI收发器相连，在WIFI收发器和控制器之间设有相并联的第一电阻、第一电容和第二电容。