[发明专利]一种基于YCbCr颜色空间的树果计数方法

说明书

本发明公开了一种基于YCbCr颜色空间的树果计数方法，包括以下步骤：(1)获取树果的目标图像；(2)预处理目标图像；(3)目标图像的通道转换和颜色分割；(4)提取和分类目标图像，获得独立树果子图像和树果组子图像；(5)获得子图像的树果个数和目标图像的总树果个数。本发明对于不同生长特征的树果获得较好的提取效果，将提取的子图像分为独立树果和树果组两类，分别对两类子图像设计计数算法，有效提高树果计数的准确性，降低了算法复杂度；实现了树果的自动计数，有效避免农业估产中对果实的损伤，可用于树果的估产。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，尤其涉及一种基于YCbCr颜色空间的树果计数方法。

背景技术

随着机器视觉技术的发展，农业生产领域开始出现机器视觉系统的身影。在农业生产领域中，树上果实的估产是果实收割前的一项重要任务，准确的估产结果有助于进行果实的采摘。目前将机器视觉用于果树估产中主要有红外热成像和可见光成像。

近几年，有人提出了一种基于模糊图像处理的树果热成像图检测。红外热成像设备昂贵，在非最大温差时段获取的热成像图像果实与果树枝叶的颜色差异小，果实分割效果差，故采用模糊算法增强和分割图像，模糊算法复杂度较高。为了获得较好的分割效果，可以利用可见光成像下的图像果实与果树枝叶颜色差异大的特点，对树果图片进行果实分割。在果实分割过程中，目前主要在RGB颜色空间上进行分割。RGB空间下采用单一通道设置固定阈值的方法对图片中的果实进行分割，难以在树果图片这类颜色背景复杂的情况下获得较好的分割效果。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种基于YCbCr颜色空间的树果计数方法，解决在背景颜色复杂情况下，分割效果不好，树果计数不准的问题。

技术方案：本发明所述的基于YCbCr颜色空间的树果计数方法，包括以下步骤：

(1)获取树果的目标图像；

(2)预处理目标图像；

(3)目标图像的通道转换和颜色分割；

(4)提取和分类目标图像，获得独立树果子图像和树果组子图像；

(5)获得子图像的树果个数和目标图像的总树果个数。

步骤(3)中通道转换将目标图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间。

步骤(3)中采用YCbCr颜色空间下颜色分割的方法根据树果与背景颜色差异将树果与背景分割。

步骤(4)中以分割出的树果区域为掩膜从目标图像中获得子图像，将边界线作为颜色特征分类对子图像二次分割获得独立树果子图像和树果组子图像。

步骤(5)中对于独立树果子图像，子图像数等于子图像中的树果数；对于树果组子图像，通过子图像边缘方法获得子图像中的树果数。

所述边缘方法先对树果组子图像边缘检测提取子图像有效边缘，然后用八邻域差分链码判别法获取树果组子图像的树果数。

所述边缘检测使用高斯拉普拉斯算子与图像卷积突出图像边缘，然后设定阈值提取图片中簇生树果边缘，记录边缘坐标。

所述八邻域差分链码判别法将边界点变化方向编码分为八种不同的码值，通过边缘坐标中平面坐标系相邻坐标间的坐标差获得八邻域链码，然后将链码做一阶差分获得差分链码，差分链码中大于等于3的值的个数，即为树果组子图像的树果数。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)对于不同生长特征的树果获得较好的提取效果，将提取的子图像分为独立树果和树果组两类，分别对两类子图像设计计数算法，有效提高树果计数的准确性，降低了算法复杂度。

(2)实现了树果的自动计数，有效避免农业估产中对果实的损伤，可用于树上树果的估产。