一種蠶繭計數(shù)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及蠶繭計數(shù)技術領域，具體涉及一種蠶繭計數(shù)方法。
【背景技術】
[0002]當今社會的生物醫(yī)學工程、遙感技術、軍事、通訊、農業(yè)及工業(yè)等研究領域，經常需要統(tǒng)計類圓顆粒(比如玉米、大米等農作物種子、藥片、鋼材、細胞等)的數(shù)量來確定目標物的數(shù)量，檢測目標物的質量。例如，醫(yī)療診斷上經常用測量人體血液的各類細胞數(shù)目來診斷人體的健康狀況；工業(yè)上對打捆的鋼材計數(shù)；農業(yè)上統(tǒng)計種子的發(fā)芽率及糧食的產量；生絲生產中檢測緒下蠶繭的數(shù)目、蠶繭的剝繭層率來確定生產的生絲質量等。
[0003]目前的繅絲設備基本上是采用定纖控制系統(tǒng)的自動繅絲機，根據生絲規(guī)格要求自動控制生絲纖度，但是在生絲纖度的自動控制過程中由于車間溫濕度變化、蠶繭的煮熟程度不同，以及生絲纖度控制機構間的差異等因素會引起生絲纖度的粗細變化。生絲纖度的粗細在實際生產過程中無法采用定量標示的方法進行直觀反映，實驗證實緒下蠶繭平均粒數(shù)與生絲纖度存在一一對應關系，可以通過檢查緒下蠶繭粒數(shù)多少來了解纖度的變化情況，
[0004]以便進行實繅工藝參數(shù)的修正。傳統(tǒng)的生絲生產管理是采用人工定期目測、手工記錄、計算的方法，對每組繅絲設備緒下蠶繭粒數(shù)進行檢測，這種方法存在著效率低、工作量大、實時效果差的缺點，不利于提高生絲品質、減少用工。因此，開發(fā)出能夠快速、準確的自動判別緒下蠶繭粒數(shù)的計數(shù)系統(tǒng)，不僅能提高勞動生產率，而且還可以實現(xiàn)生絲纖度控制系統(tǒng)的實時修正，提高生絲質量。
[0005]公開號為CN103246920A的中國專利申請公開了一種蠶繭自動計數(shù)方法及系統(tǒng)，該方法中通過對灰度圖像進行二值化處理，判斷目標物體區(qū)域，然后根據目標物體區(qū)域的中心進行計數(shù)。由于可能出現(xiàn)蠶繭粘連的情況，進而出現(xiàn)目標物體區(qū)域無法區(qū)分，進而導致計數(shù)結果不準。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種蠶繭計數(shù)方法。
[0007]一種蠶繭計數(shù)方法，包括:
[0008](I)采集蠶繭樣本圖像，并對采集到的蠶繭樣本圖像進行預處理，得到預處理后的圖像；
[0009](2)采用自適應閾值分割算法確定預處理后的圖像的最佳閾值，利用該最佳閾值對預處理后的圖像進行二值化，得到二值化圖像；
[0010](3)對所述二值化圖像中進行連通區(qū)域進行標記，將二值化圖像中的目標像素點標記為若干個連通區(qū)域，并統(tǒng)計各個連通區(qū)域的面積；
[0011]所述的目標像素點為二值化過程像素值大于最佳閾值的像素點；
[0012](4)根據其面積計算各個區(qū)域的蠶繭個數(shù)，并以所有連通區(qū)域的蠶繭個數(shù)之和作為該蠶繭樣本的蠶繭個數(shù)。
[0013]本發(fā)明在對采集到的圖像進行與預處理和二值化將背景和蠶繭目標分離，確定二值化得到圖像中目標像素點，并根據目標像素點的連通進行連通區(qū)域標記，將所述二值化圖像中的目標區(qū)域標記為若干個連通區(qū)域，并統(tǒng)計各個連通區(qū)域的面積，根據面積計算蠶繭樣本的蠶繭個數(shù)。
[0014]該方法過程簡單，運算量小，適用于Android設備，可利用Android設備內置的攝像頭直接采集蠶繭樣本的圖像，也可以通過其他設備獲取蠶繭樣本的圖像，再發(fā)送給Android 設備。
[0015]所述步驟(I)中對的預處理過程包括依次對采集到的蠶繭樣本圖像中值濾波、均值漂移和傅里葉變換。
[0016]均值漂移算法對于蠶繭圖像來說比較合適，實現(xiàn)了一定的濾波去噪效果，關鍵是它能夠增加求蠶繭中心、蠶繭邊緣和背景之間的對比度，這對于后續(xù)進行圖像分割是非常有用的，能夠提高后續(xù)處理的精度。邊界處的端點常常是偽端點，增加了蠶繭中心與邊緣的對比度，能夠加快圖像分割的處理速度；傅里葉變換能夠增加圖像的亮度，(FFT變換)，本發(fā)明中通常采用快速傅里葉變換，但是由于FFT變換采用蝶形算法，在對圖像FFT變換前需要進行一次中值濾波，提前消除椒鹽噪聲。
[0017]所述步驟(2)包括:
[0018](2-1)以背景點為背景、蠶繭像素點為前景，采用Ostu法確定最佳閾值；
[0019](2-2)令聚類后的圖像中大于最佳閾值的像素點的像素值為255，令聚類后的圖像中小于或等于最佳閾值的像素點的像素值為0，得到二值化圖像。
[0020]所述步驟(2-1)包括如下步驟:
[0021](2-11)預處理后的圖像進行按行按列、從左到右、從上到下的掃描，獲取最大像素值和最小像素值，以最大像素值與最小像素值和的一半作為初始閾；
[0022](2-12)將預處理后的圖像中小于初始閾值的所有像素點作為集合A，將大于或等于初始閾值的所有像素點作為集合B ;
[0023](2-13)分別以集合A中所有像素點的平均像素值和集合B中所有像素點的平均像素值作為第一參考值和第二參考值，以第一參考值和第二參考值的平均值為最佳閾值。
[0024]所述步驟(3)通過以下步驟進行連通區(qū)域進行標記:
[0025](3-1)按照從上到下，從左到右的順序第一次遍歷二值化圖像中的所有像素點，若當前像素點為目標像素點，則掃描當前像素點左側和上側的2個4鄰域像素點:
[0026]若二者均不是目標像素點，則采用新標記對當前像素點進行標記；
[0027]若二者中有一個為目標像素點，則采用二者中目標像素點的標記對當前像素點進行標記；
[0028]若二者都為目標像素點，且當二者的標記相同時，采用該標記對當前像素點進行標記，且當二者的標記不同時，采用二者中的任意一個的標記對當前像素點進行標記，并將對應的兩個標記作為一個等價對；
[0029](3-2)根據所有的等價對，將所有等價的標記歸為一個等價組，針對每一個等價組，采用相同的標記對被該等價組中的標記所標記的目標像素點重新進行標記，具有相同標記的像素點組成一個連通區(qū)域。
[0030]通過連通區(qū)域標記將二值化圖像中所有的目標像素點劃分為若干個連通的區(qū)域，每個連通區(qū)域對應一定數(shù)量的蠶繭。實際上進行連通區(qū)域標記時可以采用4連通標記法(檢測4鄰域像素點)也可以采用8連通標記法(檢測8鄰域像素點)，本發(fā)明中為保證標記速度，優(yōu)選4連通標記法。
[0031]所述步驟(3)中計算各個連通區(qū)域的面積前還包括對每個連通區(qū)域進行孔洞填充:
[0032]遍歷該連通區(qū)域,若當前像素點不是目標像素點,則將該像素點的像素值設置為目標像素點的像素值。
[0033]各個連通區(qū)域中可能存在一些非目標像素點，該像素點即可認為是該連通區(qū)域的孔洞，由于本發(fā)明中各個連通區(qū)域的面積為該連通區(qū)域中目標像素點的個數(shù)，由于存在孔洞，因此導致得到的連通區(qū)域中目標像素點的個數(shù)不是蠶繭對實際像素點的個數(shù)，而本發(fā)明中基于各個連通面積通過統(tǒng)計蠶繭個數(shù)，為保證計數(shù)的準確性，本發(fā)中對連通區(qū)域進行孔洞填充。
[0034]所述步驟(4)中根據公式:
[0035]n = [S/Saver+0.5]
[0036]計算各個連通區(qū)域的蠶繭個數(shù)，其中S為該連通區(qū)域的面積，Saver為單個蠶繭的基準面積，[S/Saver+0.5]表示對 S/Saver+0.5 取整。
[0037]傳統(tǒng)輪廓查找的方法會出現(xiàn)很大的誤差，本方法采用連通區(qū)域計算出每一個連通區(qū)域中蠶繭個數(shù)的總和來進行計數(shù)。由于單個蠶繭的面積值集中分布在一定的范圍內，可以選擇合適的面積大小作為單個蠶繭的基準面積，基本不可能出現(xiàn)小于該基準面積一半的蠶繭。所以本發(fā)明中計數(shù)時不統(tǒng)計面積小于基準面積一半的連通區(qū)域，即認為該連通區(qū)域的蠶繭個數(shù)為零。對于多個蠶繭粘連的情況通過對相除結果加0.5后取整進行逼近實際情況。
[0038]由于不考慮過小的連通區(qū)域，所述步驟(3)中計算各個連通區(qū)域的面積后還根據各個連通區(qū)域的面積對連通區(qū)域標記后的二值化圖像進行腐蝕:
[0039]去掉面積小于單個蠶繭的基準面積的一半的連通區(qū)域的標記。
[0040]通過腐蝕減少連通區(qū)域的個數(shù)，這樣可以提高減小計算的個數(shù)，提高處理速度。因此為提高速度，
[0041]本發(fā)明蠶繭計數(shù)方法中對采集到的圖像進行與預處理和二值化將背景和蠶繭目標分離，確定二值化得到圖像中目標像素點，并根據目標像素點的連通進行連通區(qū)域標記，將二值化圖像中的目標區(qū)域標記為若干個連通區(qū)域，并統(tǒng)計各個連通區(qū)域的面積，根據面積計算蠶繭樣本的蠶繭個數(shù)?；谧赃m應閾值分割算法對聚類后的圖像進行二值化，大大提高了二值化的精度，進而提高了計數(shù)結果的準確性，且通過面積進行統(tǒng)計，不需要另外采用圖形分割技術，就解決了因蠶繭粘連而導致計數(shù)不準的問題，且方法簡單，計算量小，適用于Android設備，得到手持式蠶繭計數(shù)設備。
【具體實施方式】
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