1.一種基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:包括以下步驟:
步驟1:輸入僅為兩個果實相互重疊的原始圖像Io,對原始圖像Io進行二值化處理,得到以果實區(qū)域為目標區(qū)域并以樹枝和樹葉區(qū)域為背景區(qū)域的二值圖像IS;所述二值圖像IS中目標區(qū)域內(nèi)各像素點的灰度值均為255;所述背景區(qū)域內(nèi)各像素點的灰度值均為0;
步驟2:框選出二值圖像IS中目標區(qū)域的最小外接仿射矩形,使目標區(qū)域中的像素全部落在所述最小外接仿射矩形內(nèi);
步驟3:將步驟2中最小外接仿射矩形的長和寬分別縮減到原始長度的75%~85%,得到目標矩形;
步驟4:提取目標矩形內(nèi)灰度值均為0的像素點,組成ROI區(qū)域;
步驟5:分別選取位于目標矩形兩長邊上中部位置處的兩個ROI子區(qū)域,作為兩個目標ROI子區(qū)域;
步驟6:分別提取兩個目標ROI子區(qū)域的中心點,連接所述兩個中心點并分別向兩端延長至目標矩形的兩條邊上,從而得到將目標矩形分割為兩個四邊形區(qū)域的的分割線;
步驟7:分別選取兩個四邊形區(qū)域,通過距離變換分別計算出兩個四邊形區(qū)域的重心;
步驟8:分別以兩個四邊形區(qū)域的重心為圓心,再分別以兩個重心到分割線與目標矩形的任意一個交點的距離為半徑,畫圓,將兩個圓形區(qū)域判定為兩個果實分別所在區(qū)域,從而完成對兩個重疊果實的分割和定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:步驟1中的原始圖像Io為RGB圖像,所述二值圖像IS按照如下步驟生成:
步驟201:將原始圖像Io轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間,從而獲取原始圖像的H分量圖,設(shè)H分量圖中第i個像素的H分量值為Ti;
步驟202:設(shè)置分割閾值[Tmin,Tmax],Tmin為分割閾值的下限,Tmax為分割閾值的上限;
步驟203:按照如下公式遍歷H分量圖中每一個像素,對H分量圖進行二值化:
其中,T為二值化后的H分量圖中第i個像素的灰度值;
步驟204:對二值化后的H分量圖進行形態(tài)學(xué)濾波,以消除圖像中存在的噪點、孔洞和毛刺,從而得到二值圖像IS。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:用于柑橘采摘時,分割閾值為[11,25]。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:用于蘋果采摘時,分割閾值為[210,255]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:步驟1中的原始圖像Io為RGB圖像,所述二值圖像IS按照如下步驟生成:
步驟501:遍歷原始圖像Io計算其每個像素的色差值,其中,第i個像素的色差值C,按如下公式:C=2.0R-G-B,其中,R、G和B分別表示該像素在紅色通道、綠色通道和藍色通道下的灰度值;
步驟502:按照如下公式遍歷原始圖像Io中每一個像素,對原始圖像Io進行二值化:
其中,T為二值化后的原始圖像Io中第i個像素的灰度值;
步驟503:對二值化后的原始圖像Io進行形態(tài)學(xué)濾波,以消除圖像中存在的噪點、孔洞和毛刺,從而得到二值圖像IS。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:步驟3中目標矩形的長和寬均為最小外接仿射矩形原始長度的80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:步驟8中以重心到分割線與目標矩形的兩個交點中距離更短的距離為半徑,畫圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:步驟7中采用城市街區(qū)距離進行距離變換以提取四邊形區(qū)域的重心,按如下步驟進行:
步驟801:計算四邊形區(qū)域內(nèi)每個像素點與距離其最近的四邊形區(qū)域外背景區(qū)域內(nèi)的像素點的城市街區(qū)距離Dε(p,q),按如下公式:
Dε(p,q)=|x-s|+|y-t|,其中,p代表目標區(qū)域中的像素點,其坐標為(x,y);q代表背景區(qū)域中的像素點,其坐標為(s,t);
步驟802:將步驟801中計算出的城市街區(qū)距離Dε(p,q)的值作為灰度值賦值給四邊形區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素點,從而生成四邊形灰度區(qū)域;
步驟803:選取四邊形灰度區(qū)域中灰度值最大的像素點,作為重心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于色差的兩個重疊果實的分割定位方法,其特征在于:步驟803中,如果同時存在若干個灰度值并列最大的像素點,所述像素點形成一個局部中心區(qū)域,則選取該局部中心區(qū)域的中心作為重心。