基于改进分水岭算法的作物病害叶片分割方法

传统的标记分水岭算法在作物病斑分割过程中存在伪标记,会造成过分割,本研究在传统的标记分水岭算法基础上提出了一种改进的标记分水岭分割算法。该算法首先采用形态学进行预处理,建立形态学梯度,并对梯度图像进行开闭重建。然后对重建的梯度图像进行前景标记,并利用病斑和正常叶片的颜色差异对前景标记中的伪标记进行滤除,对修改后的前景二值化图像进行距离变换和分水岭完成背景标记。最后用强制极小值技术进行梯度修正,并用分水岭算法对其进行分割。对多幅作物叶片进行分割试验,并对比不同分水岭的分割效果,结果表明该方法得到的区域数最少,能有效提取黄瓜叶片病斑,并且抑制过分割。     

一种粘连牛乳体细胞图像的分离算法

粘连细胞的分割是细胞精确计数的关键,针对牛乳粘连体细胞的特点,首先利用k-means方法分割细胞和背景并运用数学形态学算子对图像做预处理.然后对分割后的二值图像进行距离变换和图像重构,最后用Watershed算法分离粘连细胞,以得到最终结果.实验结果表明该方法能准确、快速地分割粘连牛乳体细胞,并能有效改善分水岭(Watershed)的过分割现象.     

基于极限腐蚀的重叠苹果果实分割方法

针对采摘机器人无法对重叠苹果准确分割的问题,提出了一种基于改进极限腐蚀和控制标记符分水岭分割苹果图像的方法。首先,利用果实色差分量的关系,采取R-G颜色分量作为颜色特征向量对图像进行初分割,然后采用OTSU方法分割、孔洞填充、去除小面积等方法获得完整果实二值图像,对二值图像通过改进极限腐蚀的方法来获取种子点,即局部最小区域,通过获得图像的内外标记符使用控制标记符分水岭算法,形成最终的分割图像并标记出分割线。结果表明:这种方法能够很好地改善传统方法出现错误分割的问题,找出清晰的分割线,正确分割率能够达到96.5%,较传统分水岭法和快速聚类分割算法分别提高了7.8个百分点和4.9个百分点,能够满足采摘机器人对重叠苹果图像的分割要求。     

基于改进分水岭的图像分割算法研究

针对传统的分水岭算法由于受到图像细节和噪声的干扰而存在着过分割现象,提出了一种改进的分水岭算法,并应用于图像分割。该算法首先采用双边滤波进行预处理,然后建立形态学梯度并对梯度图像进行开闭重建,在保留了轮廓极值信息的同时去除了噪声,最后对重建的梯度图像进行前景和背景的标记,依据标记对梯度图像进行修正并用分水岭算法对其进行分割。结果表明,该方法能有效抑制传统分水岭的过分割现象。     

基于改进分水岭的图像分割算法研究

针对传统的分水岭算法由于受到图像细节和噪声的干扰而存在着过分割现象,提出了一种改进的分水岭算法,并应用于图像分割。该算法首先采用双边滤波进行预处理,然后建立形态学梯度并对梯度图像进行开闭重建,在保留了轮廓极值信息的同时去除了噪声,最后对重建的梯度图像进行前景和背景的标记,依据标记对梯度图像进行修正并用分水岭算法对其进行分割。结果表明,该方法能有效抑制传统分水岭的过分割现象。     

无遮挡重叠柑橘目标分割与重建

自然环境下重叠果实的精准识别是智能采摘面临的难题之一。本研究针对无遮挡重叠柑橘,提出了一种基于凹区域简化和距离分析的果实分割与重建方法。该方法提取、分割果实轮廓凹区域,对其进行多边形简化,利用角点检测提取多边形顶点,通过分析各顶点到轮廓凸壳曲线的距离确定轮廓分割点,采用最小二乘圆拟合方法对分割后的轮廓进行重建。结果表明,基于凹区域简化和距离分析的无遮挡重叠柑橘重建轮廓的平均误差为3.12%,不重合度为4.55%,时间为0.291 s,优于RANSAC算法和Hough变换算法,能够满足自然环境下无遮挡重叠果实的智能识别需求。     

基于控制标记符分水岭的医学图像分割

提出了一种适合医学图像分割的改进分水岭算法,针对分水岭算法存在的过分割问题,采用数学形态学重构滤波器和Ostu阈值分割方法对图像中感兴趣的目标和背景进行标记。根据标记的二值图像,运用形态学极小值标定技术对原有梯度图像进行修正。最后,使用分水岭算法对修正的梯度图像进行分割。该方法能有效抑制过分割现象,而且计算复杂程度较低、分割效果较好。     

松杨栅锈菌担孢子显微图像识别方法

针对松杨栅锈菌(Melampsora larici-populina)担孢子萌发数量计数问题,提出了利用图像处理技术实现对松杨栅锈菌担孢子显微图像的识别及自动计数。首先,运用形态学重建滤波算法去除松杨栅锈菌担孢子显微图像噪声;然后利用二维阈值化进行图像分割;再对分割后的松杨栅锈菌担孢子显微图像作距离变换;最后利用分水岭算法对松杨栅锈菌担孢子显微图像进行有效分割,实现了对分水岭算法过分割问题的改进。利用孔洞检测算法,实现了松杨栅锈菌担孢子的自动计数。     

复杂背景下茶树害虫图像计数算法研究

依托南方地区茶树田间常用的某型号捕虫设备,采集害虫样本图像,研究基于图像处理技术的害虫计数方法。为了提取样本图像中害虫区域图像,通过几种常见的分离背景方法的试验,如颜色直方图分割和灰度阈值分割,得出样本图像中害虫区域难以分离的原因,进而提出一种网格划分图像的处理方法,即将图像按10×10划分,对划分后的图像做处理以提取害虫区域,该方法能够将害虫区域从背景中完整分离出来;针对图像中害虫区域存在粘连影响害虫计数准确率的问题,提出基于标记控制的分水岭分割算法,利用扩展极小值的方法建立标记,进而完成对粘连区域分割与害虫计数,并进行了噪声测试与害虫计数试验。结果表明,针对该型号捕虫设备采集的样本图像,害虫计数的平均准确率为91.8%,该算法能够完整地提取害虫区域,有效分离粘连重叠的害虫,适用于复杂背景下茶树害虫图像计数。     

基于图像分割的葵花籽脱壳率在线估计技术

为使脱壳机能够通过自动调整参数提高脱壳率,基于分水岭分割算法提出一种基于图像分割的葵花籽脱壳率在线估计技术。脱壳机工作时,葵花籽与葵花仁的比例呈现动态变化且存在相互堆叠、边缘不清晰及葵花籽在光照下反光等现象,使得实时准确地估计葵花籽脱壳率成为一项具有挑战性的任务。基于此,在色调、饱和度、明度(hue,saturation,value,简称HSV)彩色空间上,首先利用葵花籽标记图、葵花仁标记图构成目标总标记图,并利用总标记图对形态学梯度图像进行修正,以避免过分割现象的出现;然后引导分水岭算法进行分割;最后,统计葵花籽、葵花仁各自所占面积,输出葵花籽的脱壳率。结果表明,与二维最大类间方差(Otsu)算法相比,本算法具有更高的准确度。     

基于欧拉数的谷物颗粒图像目标计数方法

为了解决谷物选育品种过程中人工计数存在的操作费时、精度不高等问题，提出一种利用计算机处理谷物颗粒图像进行计数的方法。首先对所采集到的谷物颗粒图像进行二值化，将图像中背景和目标区域分开；然后对图像进行形态学运算、目标分割等预处理，最大程度减少图像中的谷物颗粒黏连现象；在最终的计数环节，为了提高计数速度，基于经过预处理后的谷物颗粒图像没有孔洞这一重要特征，利用图像欧拉数算法代替传统的连通域标记算法实现计数工作。结果表明，利用图像欧拉数算法的计数结果与利用传统连通域标记算法的计数结果完全一致，但在计数速度方面，利用图像欧拉数算法进行计数明显优于传统的连通域标记算法。     

基于广义Hough聚类的粘连猪头尾识别

为了通过形状特征对群养猪进行个体分析,首先必须获得每个猪个体的完整轮廓和主要特征部位。提出了基于距离变换的粘连猪体分割和基于广义Hough聚类的头部和尾部的识别方法。首先利用形状因子判定出图像中粘连猪体,然后对粘连猪体利用距离变换进行外轮廓逐层剥离,确定分离点和分割线,最后利用椭圆拟合对分割后的猪体轮廓进行局部修复,分割过程中轮廓失真较小,能准确地实现粘连猪体的分割。在分割的基础上根据猪体身长来截取头部和尾部的轮廓,根据猪体头尾形状的差异性,采用广义Hough聚类的方法识别头部和尾部,识别的平均正确率为87.28%。     

棉田复杂背景下棉花叶片分割方法

【目的】解决棉田复杂背景下棉花叶部病害快速识别问题,为提出一种快速提取棉花植株和分割棉花叶片的方法。【方法】通过棉花植株的RGB颜色特征将植株与土壤进行分离,结合形态学处理技术和彩色分割方法,将植株的茎秆去除,保留棉花叶片部分;分别使用广度搜索分割算法、分水岭分割算法和轮廓搜索分割算法,对棉花叶片图像进行分割提取。【结果】基于广度搜索的分割算法将叶片轮廓搜索出来与原图融合分离出叶片,该算法对于图像结构简单的情况分割效果较好,通过对应的drawContours函数将每个轮廓画出,再与原图定位,将叶片的完整信息也轮廓结合,实现叶片的分离。【结论】基于距离变换的分水岭分割算法存在过分割问题,基于广度搜索分割算法与边缘检测结合对于叶片结构清楚图像分割效果显著,与轮廓搜索算法相比,后者的适用性更广,提取的轮廓层次结构也清楚,分割效果最佳。     

改进分水岭算法在无人机遥感影像树冠分割中的应用

提出了一种基于NDVI植被指数计算的改进分水岭分割方法.利用该方法对原始无人机多光谱遥感影像进行波段甄选、NDVI指数计算、形态学滤波等预处理,得到树冠的显著性区域图像;再利用彩色向量空间梯度算法计算显著性区域图像的梯度,从显著性区域图像中提取树冠的顶点及其范围作为标记,加到梯度图像上;最后采用基于标记控制的分水岭算法对树冠层进行分割.结果表明,该算法能够有效去除输电线路等背景区域的影响,算法样本精度达到88.3%.     

彩色淋巴结细胞显微图像分割

传统的细胞分割方法,对于淋巴结这样有着复杂背景的显微图像处理效果并不理想.本文基于相似度的自动种子像素选取、基于分水岭的图像分割及模糊C均值区域合并和基于凹点搜索的重叠粘连细胞切分,研究了淋巴结的分割处理,取得了良好的分割效果.     

基于视觉注意机制的黄绿色苹果图像分割

针对近色背景黄、绿色苹果图像难以分割的问题,设计了一种基于视觉注意机制的分割方法。首先基于RGB(Red,Green,Blue)采集图像将R-B、2R-G-B色差分量分别作为黄、绿色苹果图像的颜色特征分量,采用基于频率调谐的显著检测模型(Frequency-tuned salient region detection,FT)算法提取以光线正常区域为主的显著图,然后通过基于标记的分水岭算法处理原图像,再用FT算法提取以高亮区域为主的显著图,将2部分显著图分别进行自适应阈值分割,去除小面积等操作获取其二值图像,最后将2个二值图像合并,由此获得黄色和绿色苹果的果实区域。最后进行本研究方法效果图的主观判断和基于分割误差(Af)、假阳性率(FPR)、假阴性率(FNR) 3个评价指标的定量分析。结果表明该方法能更有效地分割出黄、绿色苹果果实,Af、FPR、FNR分别为8. 1%、10. 56%和10. 18%。     

一种粘连谷物图像分割及杂质识别算法开发

本文提出了一种自动分割粘连谷物并识别杂质的算法。该算法首先使用基于形态学多尺度分解的分水岭算法对粘连颗粒进行分割,接着提取各个颗粒的形态特征和颜色特征,然后计算上述样本颗粒的特征值与完好谷物的特征值之间的马氏距离,并比较它们的马氏距离与设定的阈值,来识别混杂在谷物中的杂质。通过对5种谷粒(普通大米、粗米、糙米、普通大麦、糯麦)的实验,结果表明该算法取得了较好的分割与识别效果,为谷物质量分级的评定提供了一种快速有效地检测谷物产品杂质率的方法。     

基于距离变换的改进分水岭算法在白细胞图像分割中的应用

在白细胞图像中,由于白细胞细胞核的存在,直接应用分水岭算法时,往往达不到较好的效果。本文提出一种结合EM聚类的改进分水岭算法。通过将EM聚类获得的图像中细胞核区域替换,然后使用基于距离变换的分水岭分割,确定白细胞区域。对距离变换后的图像采用形态学处理减少了细胞分割中的过分割现象。同时使用细胞核位置的先验条件,合并分水岭分割区域,进一步减小过分割的影响。本文方法提供一种新的将分水岭算法应用于白细胞分割的思路。同时实验证明,方法在分割精度上有着良好的表现。     

基于脉冲耦合神经网络的粘连玉米种子图像分割

为解决玉米种子内部机械裂纹检测过程中存在的种子间粘连问题,提出一种基于自适应脉冲耦合神经网络(Pulse coupled neural net)模型与熵值最大原则相结合的图像分割算法。运用直方图均衡化和布特沃斯低通滤波器进行频域增强预处理,以提高玉米种子与图像背景的对比度;运用PCNN模型,结合最大熵值原则对预处理后的粘连玉米种子图像进行分割,并引入图像像素的拉普拉斯能量(Energy of laplace)作为PCNN网络各神经元之间的连接系数,以增强图像分割效果;采用维纳滤波和数学形态学对分割后存在的噪声和断点进行处理,得到最终的分割效果。试验结果表明:PCNN与熵值最大原则相结合的图像分割算法的分割准确率为92.5%,运行时间为1.166 2s,分割准确率高于改进分水岭算法、OTSU算法和最大熵直方图分割算法,用时略长于其他分割算法。     

基于Split Bregman算法的遥感图像分割分水岭技术

针对遥感图像中的道路、村落、农田、山脉等目标物分割时存在过分割和欠分割问题,采用分裂Bregman算法和分水岭方法相结合的方法,给出了适合近地遥感图像的一种新的标记分水岭方法。该方法利用多尺度插值小波算子逼近图像分割变分模型中的图像表示函数;采用Split Bregman迭代算法对变分模型进行快速求解;将Split Bregman分割结果作为标记,采用分水岭方法对遥感图像进行精确分割,保证了标记总数无冗余。试验结果表明,采用较小的尺度尺寸参数(J=3)时,可准确分割出来具有开环特性的村落图像区域,而采用较大的尺度尺寸参数(J=7)时,可精确分割农田中的纹理,但对村落区域则有一定的过分割现象出现。采用自适应多尺度参数时,可有效消除过分割和欠分割现象。