基于顏色特征與直方圖閾值相結(jié)合的田間青椒圖像分割算法
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1 圖像的采集
(1)采集時(shí)間：圖像獲取的時(shí)間，應(yīng)根據(jù)青椒作物的生長(zhǎng)狀況和生長(zhǎng)規(guī)律而定，選擇青椒有較明顯特征時(shí)進(jìn)行拍攝。
(2)采集地點(diǎn)：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝田。
(3)所用儀器：SONY彩色數(shù)碼照相機(jī)。
(4)采集方法：用數(shù)碼相機(jī)在園藝田中拍攝青椒作物圖片，選擇具有典型代表的圖片進(jìn)行處理，獲取的圖像以JPG格式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡中，在并行口與計(jì)算機(jī)相連，將圖像存儲(chǔ)于硬盤(pán)中并轉(zhuǎn)成BMP格式的24位真彩圖。
在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中可考慮采用CCD攝像機(jī)動(dòng)態(tài)采集圖像，通過(guò)圖像采集卡將圖像實(shí)時(shí)地傳入到控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)內(nèi)。由于數(shù)字圖像處理具有數(shù)據(jù)量大、處理費(fèi)時(shí)的特點(diǎn)，考慮到實(shí)際操作時(shí)，青椒識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求高，因而要求計(jì)算機(jī)的性能較高，尤其是處理速度要高，在滿足識(shí)別系統(tǒng)要求的情況下，選擇性價(jià)比高的硬件配置。
2 田間青椒圖像顏色特征的分析算法
顏色是自然界中一種常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，是外界的光刺激引起人的顏色視覺(jué)細(xì)胞的感應(yīng)。目前，用于定量地描述顏色的模型有許多種，在與數(shù)字圖像處理有關(guān)的研究中使用得最多的顏色模型是RGB模型和HIZ模型。RGB顏色模型基于人類視覺(jué)的三基色原理，是最基本的一種顏色模型，因此本文采用此顏色模型進(jìn)行分析研究。在這種顏色模型中，彩色圖像中每個(gè)像素的顏色都能用三維空間中第一象限的一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示，如圖1所示。
所謂的顏色特征提取方法是從彩色圖像中獲取三基色(R、G、B)的原始數(shù)據(jù)，或經(jīng)一定數(shù)學(xué)處理的算子(顏色因子)，對(duì)果實(shí)與周圍背景進(jìn)行顏色區(qū)分。在采集的圖像中，其豐富的色彩信息為青椒圖像的分割提供了便利。在顏色特征提取分析過(guò)程中，利用 Photoshop圖像處理軟件對(duì)圖像中各對(duì)象(青椒、青椒葉)的感興趣區(qū)域ROI(Region of Interest)進(jìn)行分析和比較， 圖2是ROI的選取示意圖。
表1、表2是圖像中各對(duì)象(青椒、葉子)顏色特征的R、G、B值和顏色因子G-R、G-B、|G-R|+|G-B|的值，共有30組。
在提取各對(duì)象R、G、B成份值后，用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，比較了青椒和青椒葉兩者間的G-R、G-B、|G-R|+|G-B|的顏色因子。通過(guò)表1和表2的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，青椒與葉子G-R、G-B顏色因子的值都比較接近，而青椒和青椒葉|G-R|+|G-B|顏色因子的值存在較大的差別，因此，可以利用顏色因子|G-R|+|G-B|將青椒果實(shí)與其背景的差別顯現(xiàn)出來(lái)。對(duì)圖像G-R顏色因子處理后的圖像如圖3所示。
評(píng)論