一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法

2023-10-08 19:39:59 2

一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，採用對標準等級菸葉樣本進行拍照，獲得菸葉樣本圖像，然後利用圖像處理軟體選取比較具有代表性的區域，在進行圖像預處理操作，得到清晰的菸葉樣本區域圖像，將清晰的菸葉樣本區域圖像進行二值化處理得到二值圖像，對二值圖像進行反轉獲取二值圖像模板，分別對標準菸葉圖像的三通道進行顏色特徵提取，利用提取的菸葉顏色特徵值合成標準等級菸葉圖片，構建菸葉圖像資料庫，本發明利用數字圖像處理和圖像特徵識別技術構建標準等級菸葉圖像資料庫，可以實現烤菸菸葉分級標準的科學定量化，使得在菸葉收購中大大減輕工作量，而且產品分級準確度較高。
【專利說明】一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及模式識別【技術領域】，尤其是一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法。

【背景技術】
[0002]長期以來，菸葉收購站的菸葉分級都是依靠分級員利用手摸、眼看、鼻聞的經驗來進行的，存在工作量大、主觀因素及經驗影響大、分級標準不統一等問題，在收購過程中出現物不符級現象，給收購工作帶來了不良影響。
[0003]隨著工業化水平的不斷提高，圖像處理技術被廣泛應用在監控、醫療器械、軍事等行業，圖像處理技術越來越得到人們的重視。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是:提供一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，構建標準等級菸葉圖像資料庫，實現烤菸菸葉分級標準的科學定量化，以克服現有技術的不足。
[0005]本發明是這樣實現的:一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，包括步驟:
步驟1:對標準等級菸葉樣本進行拍照，獲得菸葉樣本圖像；
步驟2:利用圖像處理軟體對得到的菸葉樣本圖像選取一個比較具有代表性的區域；步驟3:對步驟2獲得的區域圖像通分別進行圖像預處理操作，得到清晰的菸葉樣本區域圖像；
步驟4:將清晰的菸葉樣本區域圖像進行二值化處理得到二值圖像，對二值圖像進行反轉獲取二值圖像模板；
步驟5:將獲得二值圖像模板與菸葉樣本區域圖像三通道(R、G、B)分別相乘，相乘獲得的圖像再合成得到標準菸葉圖像；
步驟6:分別對標準菸葉圖像的三通道進行顏色特徵提取，提取顏色的均值和方差；步驟7:求出全部方差的平均值，並對與全部方差的平均值相比較相差最大的那部分菸葉圖像重新執行步驟I到步驟6的操作，計算每個樣本的方差和全部方差的平均值的差的絕對值，通過預先設定的閾值來判斷這個絕對值是否小於此閾值，從而使得樣本和總體的差異性最小；
步驟8:對最終獲得均值求取顏色平均值，以R、G、B三通道平均值合成一幅大小為1024X768的標準等級菸葉樣本圖像。
[0006]前述的一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法中，所述拍照採樣是指對每一個菸葉樣本拍照三次，選擇其中效果最好的一次作為菸葉樣本圖像。
[0007]前述的一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法中，所述預處理包括步驟:
步驟1:將菸葉樣本區域圖像分解成R、G、B三通道圖像數據。
[0008]步驟2:分別對上述的三通圖像使用中值濾波進行去噪處理，中值濾波使用3X3模板。
[0009]步驟3:再對經過中值濾波去噪處理後的圖像進行gaussian低通濾波器銳化處理，銳化處理濾波器使用9X9的模板。
[0010]步驟4:將經過預處理後的三通道圖像數據合成清晰菸葉樣本區域圖像。
[0011]前述的一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法中，所述二值化處理包括步驟:
步驟1:對預處理後的得到的清晰菸葉樣本區域圖像進行Otsu算法處理獲得二值圖像。
[0012]步驟2:對二值圖像進行反轉使得目標區域的值為1、背景區域的值為0，獲取二值圖像模板。
[0013]通過採用上述技術方案，本發明利用數字圖像處理和圖像特徵識別技術構建標準等級菸葉圖像資料庫，可以實現烤菸菸葉分級標準的科學定量化，使得在菸葉收購中大大減輕工作量，而且產品分級準確度較高。
[0014]附圖1為本發明中標準等級菸葉圖像資料庫合成的框架示意圖。

【具體實施方式】
[0015]本發明的實施例:一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，如附圖1所示，包括以下步驟:
步驟1:對標準等級菸葉樣本進行拍照，獲得菸葉樣本圖像，拍照採樣是指對每一個菸葉樣本拍照三次，選擇其中效果最好的一次作為菸葉樣本圖像。
[0016]步驟2:利用圖像處理軟體對得到的菸葉樣本圖像選取一個比較具有代表性的區域。
[0017]步驟3:對步驟2獲得的區域圖像通分別進行圖像預處理操作，得到清晰的菸葉樣本區域圖像；
其中圖像預處理包括以下步驟；
1、將菸葉樣本區域圖像分解成R、G、B三通道圖像數據；
2、分別對上述的三通圖像使用中值濾波進行去噪處理，中值濾波使用3X3模板；
3、再對經過中值濾波去噪處理後的圖像進行gaussian低通濾波器銳化處理，銳化處理濾波器使用9X9的模板；
4:將經過預處理後的三通道圖像數據合成清晰菸葉樣本區域圖像步驟4:將清晰的菸葉樣本區域圖像進行二值化處理得到二值圖像，對二值圖像進行反轉獲取二值圖像模板；
其中二值化處理包括步驟:
1:對預處理後的得到的清晰菸葉樣本區域圖像進行Otsu算法處理獲得二值圖像。
[0018]2:對二值圖像進行反轉使得目標區域的值為1、背景區域的值為0，獲取二值圖像模板。
[0019]步驟5:將獲得二值圖像模板與菸葉樣本區域圖像三通道(R、G、B)分別相乘，相乘獲得的圖像再合成得到標準菸葉圖像；
步驟6:分別對標準菸葉圖像的三通道進行顏色特徵提取，提取顏色的均值和方差；步驟7:求出全部方差的平均值，並對與全部方差的平均值相比較相差最大的那部分菸葉圖像重新執行步驟I到步驟6的操作，計算每個樣本的方差和全部方差的平均值的差的絕對值，通過預先設定的閾值來判斷這個絕對值是否小於此閾值，從而使得樣本和總體的差異性最小；
步驟8:對最終獲得均值求取平均值，以R、G、B三通道平均值合成一幅大小為1024X768的標準等級菸葉樣本圖像。
【權利要求】
1.一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，包括步驟: 步驟1:對標準等級菸葉樣本進行拍照，獲得菸葉樣本圖像； 步驟2:利用圖像處理軟體對得到的菸葉樣本圖像選取一個比較具有代表性的區域；步驟3:對步驟2獲得的區域圖像通分別進行圖像預處理操作，得到清晰的菸葉樣本區域圖像； 步驟4:將清晰的菸葉樣本區域圖像進行二值化處理得到二值圖像，對二值圖像進行反轉獲取二值圖像模板； 步驟5:將獲得二值圖像模板與菸葉樣本區域圖像三通道，即R、G、B分別相乘，相乘獲得的圖像再合成得到標準菸葉圖像；步驟6:分別對標準菸葉圖像的三通道進行顏色特徵提取，提取顏色的均值和方差；步驟7:求出全部方差的平均值，並對與全部方差的平均值相比較相差最大的那部分菸葉圖像重新執行步驟I到步驟6的操作，計算每個樣本的方差和全部方差的平均值的差的絕對值，通過預先設定的閾值來判斷這個絕對值是否小於此閾值，從而使得樣本和總體的差異性最小； 步驟8:對最終獲得均值求取顏色平均值，以R、G、B三通道平均值合成一幅大小為1024X768的標準等級菸葉樣本圖像。
2.根據權利要求1所述的一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，其特徵在於，所述拍照採樣是指對每一個菸葉樣本拍照三次，選擇其中效果最好的一次作為菸葉樣本圖像。
3.根據權利要求1所述的一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，其特徵在於，所述預處理包括步驟: 步驟1:將菸葉樣本區域圖像分解成R、G、B三通道圖像數據； 步驟2:分別對上述的三通圖像使用中值濾波進行去噪處理，中值濾波使用3X3模板； 步驟3:再對經過中值濾波去噪處理後的圖像進行gaussian低通濾波器銳化處理，銳化處理濾波器使用9X9的模板； 步驟4:將經過預處理後的三通道圖像數據合成清晰菸葉樣本區域圖像。
4.根據權利要求1所述的一種基於數字圖像處理技術的標準等級菸葉圖像資料庫的合成方法，其特徵在於，所述二值化處理包括步驟: 步驟1:對預處理後的得到的清晰菸葉樣本區域圖像進行Otsu算法處理獲得二值圖像； 步驟2:對二值圖像進行反轉使得目標區域的值為1、背景區域的值為0，獲取二值圖像模板。
【文檔編號】G06T5/00GK104268834SQ201410480882
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】張富貴, 袁奎, 張磊, 陳永安, 丁煜生, 王毅, 陳旭, 龍曾宇, 羅倩茜 申請人:貴州大學, 貴州省菸草公司黔南州公司