[发明专利]一种基于凹点匹配的玉米穗部粘连籽粒分割方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于凹点匹配的玉米穗部粘连籽粒分割方法及系统，该方法在玉米穗部的籽粒分割图存在粘连籽粒时，获取粘连籽粒的轮廓最小凸闭包，获取粘连籽粒的轮廓最小凸闭包的匹配凹区以及对应的分割凹点对，以及根据分割凹点对粘连籽粒进行分割。该系统包括粘连籽粒的轮廓最小凸闭包获取单元、匹配凹区及分割凹点对获取单元及粘连籽粒分割单元。本发明能够可以快速、准确分割玉米果穗穗部粘连籽粒，为玉米品种的考察研究提供了准确且可靠的基础。

技术领域

本发明涉及现代农业识别技术领域，具体涉及一种基于凹点匹配的玉米穗部粘连籽粒分割方法及系统。

背景技术

玉米果穗穗部性状考种是玉米考种的重要环节，它与玉米品种、产量关系密切。目前对玉米籽粒的检测绝大部分都是对脱粒后的籽粒进行处理，这样存在脱粒工序复杂、脱粒机械损伤无法实现无损测量、脱粒无法保存玉米果穗穗部籽粒拓扑性状等问题。因此基于未脱粒果穗的穗部籽粒考种可以保留考种材料，提高育种进程。

对玉米果穗穗部籽粒而言，由于籽粒与缝隙之间灰度差异小、部分籽粒本身也具有粘连情况，导致一般分割算法得到的分割二值化图像具有比较严重的粘连现象。

针对粘连目标，人们提出了很多种分割算法，比如极限腐蚀法、分水岭算法、霍夫圆估计法等。针对玉米穗部粘连籽粒研究对象，极限腐蚀法容易破坏原籽粒轮廓，分水岭算法易造成过分割，霍夫圆估计法对分割目标形状要求过高，都不适用于穗部粘连籽粒分割。传统的bresenham算法生成的连线是8-连通的，而籽粒轮廓提取也是基于8-连通，导致bresenham画线后原连通区域并未分割成功，因此需要改进画分割线算法分割粘连目标。

因此，结合玉米果穗穗部籽粒的生长规律，提出一种适应性高的粘连分割算法对玉米育种、考种意义重大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于凹点匹配的玉米穗部粘连籽粒分割方法及系统，能够可以快速、准确分割玉米果穗穗部粘连籽粒，为玉米品种的考察研究提供了准确且可靠的基础。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于凹点匹配的玉米穗部粘连籽粒分割方法，包括：

步骤1.在玉米穗部的籽粒分割图存在粘连籽粒时，获取所述粘连籽粒的轮廓最小凸闭包；

步骤2.获取所述粘连籽粒的轮廓最小凸闭包的匹配凹区以及对应的分割凹点对；

步骤3.根据所述分割凹点对所述粘连籽粒进行分割。

进一步的，所述步骤1，之前还包括：

步骤A.获取未脱粒的玉米果穗的穗部图像；

步骤B.对穗部图像进行籽粒预分割，得到籽粒分割图；

步骤C.在所述籽粒分割图中提取各籽粒的轮廓，得到单个籽粒的形状因子；

步骤D.根据所述单个籽粒的形状因子判断所述籽粒分割图中是否存在粘连籽粒。

进一步的，所述步骤1包括：

步骤1-1.在玉米穗部的籽粒分割图存在粘连籽粒时，对所述粘连籽粒的轮廓进行孔洞填充，并删除籽粒分割图中的非粘连籽粒；

步骤1-2.根据Jarvis步进法获取所述粘连籽粒的轮廓最小凸闭包。

进一步的，所述步骤2包括：

步骤2-1.将所述粘连籽粒的轮廓最小凸闭包与所述粘连籽粒的原轮廓进行异或处理，得到凹区区域；

步骤2-2.比较所述凹区区域与预设的区域面积阈值，删除小于区域面积阈值的凹区区域，得到预处理后的凹区区域；