烟叶图像切割方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本申请提供的一种烟叶图像切割方法、装置、设备和介质。通过实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像；剪切掉所述原始烟叶图像中叶尖和叶基区域以得到第一烟叶图像；依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像；基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，并通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像。本申请能使多片烟叶图像的切割效果不受烟叶摆放无序状态、拍摄高度的影响，最大限度将烟叶正面区域提取出来，为机器视觉在烟叶部位等级识别落地应用上提供坚实基础。

【技术实现步骤摘要】
烟叶图像切割方法、装置、设备和介质
本申请涉及图像切割算法
，特别是涉及一种烟叶图像切割方法、装置、设备和介质。
技术介绍
烟叶图像切割是指将图像中非烟叶颜色部分去除，图像中烟叶颜色部分指烟叶正面颜色区域，非烟叶颜色区域包含烟叶反面、烟梗、非烟叶区域颜色。烟叶挑选线是指在打叶复烤环节前，对烟叶原料进行部位和等级分选，以达到提高烟叶原料可利用性的目的。目前，现有的烟叶图像切割算法仅针对单片烟叶图像，干扰因素少，可通过图像二值化的方法对烟叶图像进行快速切割，但机器视觉技术在未来对烟叶进行部位和等级识别应用时因作业空间、工序、效率等限制，不可能一张一张进行烟叶图像采集，而是以连续数张烟叶进行烟叶图像的拍摄，此时的烟叶图相相较单片烟叶变得更为复杂，图像中可能会包含很多非烟叶部分、烟叶背面、因烟叶折叠产生的烟叶阴影等区域。本方法可以针对传统切割算法的不足，对烟叶复杂图像中非烟叶部分、烟叶背面、烟叶阴影、烟梗等区域进行有效切割，最大限度抽提出烟叶有效正面区域，为未来机器视觉技术用于工业化烟叶部位和等级识别提供实现基础和保障。因此，如何能够快速、准确对烟叶挑选环节拍摄的复杂烟叶图像进行切割是亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种烟叶图像切割方法、装置、设备和介质，用于解决上述至少一个问题。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种烟叶图像切割方法，所述方法包括：实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像；剪切掉所述原始烟叶图像中叶尖和叶基区域以得到第一烟叶图像；依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像；基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，并通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像。于本申请的一实施例中，所述依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像，包括：对所述第一烟叶图像进行灰度转化；设定预设阈值threshold并利用qtdecomp函数进行图像分割；通过qtgetblk函数获取对应所述第一烟叶图像分解后的图像子块的像素；再对每个所述图像子块依据原所述第一烟叶图像的RGB均值进行替换，以得到所述第二烟叶图像。于本申请的一实施例中，所述基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，包括：预设若干个聚类类别数，并根据所述第二烟叶图像利用所述k均值聚类算法计算出对应各聚类合适的初始中心点；利用各所述初始中心点对所述第二烟叶图像进行聚类；依据颜色深浅对聚类后得到的若干个色集进行排序并定义属性，以通过不同色集表征烟叶上的不同区域。于本申请的一实施例中，所述通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像，包括：在所述第二烟叶图像进行聚类后，提取表征烟叶正面有效区域的色集；对未表征烟叶正面有效区域的色集进行切割，以保留表征烟叶正面有效区域的色集，以得到所述第三烟叶图像。于本申请的一实施例中，所述方法还包括：在所述第三烟叶图像，获取表征烟叶正面主色的第一色集Zn和表征烟叶背面区域的第二色集Bn；采用欧式距离算法分别计算所述第三烟叶图像中每个小块lab值与所述第一色集、及所述第二色集中的最小值，分别标记为dz_min和db_min；通过Zn和Bn相互计算欧式距离以获取合适的距离值dtz和dtb；当dz_min>dtz，则小块lab值置0，标记为Iz；和/或，当db_min>dtb时，则不属于烟叶背面区域，小块lab值置0，标记为Ib；根据Iz和Ib对所述第三烟叶图像进行修正。于本申请的一实施例中，所述方法还包括：将得到的所述第三烟叶图像与所述原始烟叶图像进行比对；其中，对所述第三烟叶图像与所述原始烟叶图像进行RGB直方图分布展示，以验证烟叶图像切割。于本申请的一实施例中，所述方法还包括：在实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像的同时，还获取单张烟叶图像；对所述第三烟叶图像与所述单张烟叶图像进行RGB直方图分布展示，以观察分布的一致性。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种烟叶图像切割装置，所述装置包括：获取模块，用于实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像；处理模块，用于剪切掉所述原始烟叶图像中叶尖和叶基区域以得到第一烟叶图像；依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像；基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，并通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机设备，所述设备包括：存储器、处理器、及通信器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器运行计算机程序实现如上所述的方法；所述通信器用于通信连接外部设备。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上所述的方法。综上所述，本申请的一种烟叶图像切割方法、装置、设备和介质。通过实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像；剪切掉所述原始烟叶图像中叶尖和叶基区域以得到第一烟叶图像；依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像；基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，并通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像。通过本申请所构思的上述技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本申请能使多片烟叶图像的切割效果不受烟叶摆放无序状态、拍摄高度的影响，最大限度将烟叶正面区域提取出来，为机器视觉在烟叶部位等级识别落地应用上提供坚实基础。附图说明图1显示为本申请于一实施例中的烟叶图像切割方法的流程示意图。图2A-2C显示为本申请于一实施例中的烟叶的上部叶、中部叶、下部叶应用烟叶图像切割方法的场景示意图。图3A-3C显示为本申请于一实施例中的原始烟叶图像、最终图像以及单张烟叶正面图像的RGB直方图分布的折线示意图。图4显示为本申请于一实施例中的烟叶图像切割装置的模块示意图。图5显示为本申请于一实施例中的计算机设备的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，虽然图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，但其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。针对上述现有技术中的不足，本申请主要针对烟叶挑选线上的烟叶，在烟叶装框以后使用工业相机实时获取烟叶的图像，通过图像的模糊算法、聚类点搜寻算法、聚类算法、正面形态切割算法获取有效正面烟叶区域，然后通过图像比对确定切割效果是否达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟叶图像切割方法，其特征在于，所述方法包括：/n实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像；/n剪切掉所述原始烟叶图像中叶尖和叶基区域以得到第一烟叶图像；/n依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像；/n基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，并通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种烟叶图像切割方法，其特征在于，所述方法包括：
实时获取烟叶挑选作业线上的原始烟叶图像；
剪切掉所述原始烟叶图像中叶尖和叶基区域以得到第一烟叶图像；
依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像；
基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，并通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据均值模糊算法对所述第一烟叶图像进行噪音处理，以得到第二烟叶图像，包括：
对所述第一烟叶图像进行灰度转化；
设定预设阈值threshold并利用qtdecomp函数进行图像分割；
通过qtgetblk函数获取对应所述第一烟叶图像分解后的图像子块的像素；
再对每个所述图像子块依据原所述第一烟叶图像的RGB均值进行替换，以得到所述第二烟叶图像。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于k均值聚类算法对所述第二烟叶图像进行聚类，包括：
预设若干个聚类类别数，并根据所述第二烟叶图像利用所述k均值聚类算法计算出对应各聚类合适的初始中心点；
利用各所述初始中心点对所述第二烟叶图像进行聚类；
依据颜色深浅对聚类后得到的若干个色集进行排序并定义属性，以通过不同色集表征烟叶上的不同区域。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过切割保留烟叶正面有效区域以得到第三烟叶图像，包括：
在所述第二烟叶图像进行聚类后，提取表征烟叶正面有效区域的色集；
对未表征烟叶正面有效区域的色集进行切割，以保留表征烟叶正面有效区域的色集，以得到所述第三烟叶图像。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第三烟叶图像，获取表征烟叶正面主色的第一色集Zn和表征烟叶背面区域的第二色集Bn；

【专利技术属性】
技术研发人员：丁冉，杨凯，徐玮杰，任伟，王超，张鑫，王戈，陈斌，
申请(专利权)人：上海烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31