一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像处理烟叶颜色空间编码方法，包括如下步骤：对采集烟叶设备进行标定，实现采集图像在多台设备上的一致性；采集烟叶图像并进行背景处理、提取与烟叶相关颜色，形成专有烟叶颜色空间；将专有烟叶颜色空间进行区域划分；采用边界扩容的方法，从而消除边界效应；依据国标对已划分烟叶颜色空间进行编码：柠檬黄(L)、橘黄(F)、棕红(R)、青黄(GY)、青杂色(K)、烟叶主叶脉颜色(0)、非烟叶颜色(1)；该发明专利技术把三维颜色空间通过编码降至一维，为颜色信息在烟叶分级等领域的应用带来便利。便利。便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法


[0001]本专利技术属于烟叶颜色划分
，具体涉及一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法。

技术介绍

[0002]在烟叶分级中，烟叶颜色是一种很重要的依据。人工进行的烟叶颜色分级仅仅是依靠人体感觉器官对烟叶等级进行的主观评定，分级过程存在着主观性强，人力成本和时间消耗大的问题。因此，研究一种客观、快速、高准确率的智能分级是行业的急切需要。随着科技的进步，通过图像处理和深度学习相结合对烟叶采购实现智能分级是大势所趋。
[0003]而烟叶采集设备的差异性，导致不同采集设备下获得的烟叶图像并不恒定，且烟叶固有的颜色仅占颜色空间一小部分，对全色彩空间进行编码工作量浩大。专利技术CN111199545A提出了一种基于机器视觉鉴别初烤烟叶颜色的方法，但是其为进行采集设备标定，不能保证色彩的设备无关性；烟叶颜色的确定以G通道色值均分，不符合实际人眼视觉；色彩的降维以简单的颜色空间压缩为基础，丢失大量颜色信息。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种烟叶颜色编码方法，涵盖对设备进行标定，可以实现采集图像在多台设备上的一致性；按照国标对烤烟专有颜色空间进行编码，将三维颜色空间通过编码降维到一维，大大减少了计算机后续处理时间，为烟叶客观高速智能分级带来便利。
[0005]为了达到上述技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]S1：对设备进行标定，实现采集图像在多台设备上的一致性，采集烟叶图像并进行背景处理；
[0007]S2：提取与烟叶相关颜色，从获得的海量烟叶前景图像中汇总所有与烟叶相关的颜色，形成专有烟叶颜色空间；
[0008]S3：依据国标及专家经验把专有烟叶颜色空间划分为多个区域，从而把相邻颜色分割开来；
[0009]S4：以阈值为基准，临界区域都向相邻的区域扩大2％的容量，将此范围内原本属于对方区域的也纳入进来，从而消除了可能存在的边界效应；
[0010]S5：根据国标，将柠檬黄区域编码为L、橘黄区域编码为F、棕红色区域编码为R、青黄色区域编码为GY、杂色区域编码为K、主叶脉颜色区域编码为0、非烟叶颜色区域编码为1；根据各颜色在颜色空间中的位置不同，对之予以量化处理；
[0011]优选的，所述S1中对设备标定具体为对摄像头进行黑白场标定及颜色曲线校正，对图像采集及显示设备进行色彩管理，固定标准光源，最大限度获得设备无关图像信息，并提取出烟叶图像的前景；
[0012]优选的，所述S1中烟叶图像采集环境为在相对稳定且固定的标准白色光源下进行采集，工业摄像头中心位置与待检测烟叶采集区域的垂直距离为60cm，实现设备无关化；
[0013]优选的，所述S1中所采集图像烟叶区域为图像前景，图像中的其他区域为背景；
[0014]优选的，所述S4中经过边界扩充后，使像素点都能找到对应的区域；
[0015]优选的，所述S5中编码对象为S4边界扩充后得到的新区域。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术提供一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法，对设备进行标定，实现采集图像在多台设备上的一致性，提高了烟叶分级的准确性；
[0018]提取与烟叶相关颜色，形成专有烟叶颜色空间并对专有烟叶颜色空间区域编码，把三维颜色空间通过编码降维到一维，大大减少了计算机处理时间，为之后的烟叶智能分级带来便利；在很大程度上降低了人的主观性，使分级结果更具有参考价值。
附图说明
[0019]图1是本专利技术烟叶分级中烟叶颜色空间编码方法流程图。
具体实施方式
[0020]为了对本专利技术的技术方案及效果做出清楚完整的描述，通过以下实施例进行详细说明；
[0021]实施例1
[0022]一种图像处理烟叶颜色空间编码的方法，包括如下步骤：
[0023]S1：对设备进行标定，实现采集图像在多台设备上的一致性，采集烟叶图像并进行背景处理
[0024]本实施例中，首先，对摄像头进行黑白场标定及颜色曲线校正，并对图像采集及显示设备进行色彩管理，固定标准光源，工业摄像头中心位置与待检测烟叶采集区域的垂直距离为60cm，最大限度获得设备无关图像信息；
[0025]本实施例中，将采集的待测烟叶展平平铺放置在传送带上，通过传送带传送至图像传感器和工业摄像头的视野范围内，完成烟叶图像采集；
[0026]本实施例中，对烟叶图像进行处理，将背景变为同一颜色，达到去除图像背景像素值的目的，从而提取出烟叶图像的前景；
[0027]本实施例中，规定图像中烟叶区域为图像前景，图像中的其他区域为背景，烟叶图像背景处理包括以下步骤：
[0028]待检测烟叶图像的长(h)、宽(w)，创建以大小为(h+2,w+2)的掩膜进行掩码操作；
[0029]取采集待测烟叶图像起始点坐标点(0,0)为种子点，从种子点开始，把附近像素点填充成RGB为(0,0,0)的颜色，直到封闭区域内的所有像素点都被填充黑色为止，从而提出待检测烟叶的前景；
[0030]附近像素点与种子点的像素值，即RGB值，最小差值为(0，0，0)，最大差值为(100，100，100)，在此区间的像素点才会被填充为RGB值为(0，0，0)的黑色。从而更好的将待测烟叶与背景区分开，为了防止后续进一步的图像学处理过程中烟叶叶面信息丢失对专有烟叶颜色空间的形成造成影响。
[0031]S2：提取与烟叶相关颜色，形成专有烟叶颜色空间
[0032]本实施例中，将背景处理后的待检测烟叶图片，转化为三维数组，将三维数组中表示背景的值去除，对烟叶数据集重复操作以上操作，最后保存所有剩下的值；
[0033]本实施例中，采用RGB颜色空间，绿色通道(G)和红色通道(R)的改变会直接影响烟叶的色相；对所提取出来的烟叶像素点根据B通道的取值进行分层，再把每层的像素点画在以R、G为轴的坐标系下，形成散点图；
[0034]本实施例中，用包络线把以存在的区域圈出来，扩充烟叶颜色范围，形成专有烟叶颜色空间。
[0035]S3：将专有烟叶颜色空间进行区域划分
[0036]本实施例中，依据国标及专家经验把专有烟叶颜色空间划分为多个区域，通过以坐标(0,0)为原点，半径以每33个像素值为单位增加画圆，再以每5；为单位画直线，圆与直线相交形成闭区域，从而把相邻颜色分割开来。
[0037]S4：采用边界扩容的方法，从而消除边界效应
[0038]本实施例中，每条直线向相邻区域扩大1；并于S3中所形成的圆弧相交得到新区域；边界扩充后，像素点都能找到对应的区域，从而消除边界效应；
[0039]本实施例中，每个区域通过构成该区域的两条相邻直线及圆弧组成，该区域的范围确定步骤为：
[0040]选取该区域任意一点坐标(x,y)，找出构成该区域两条直线所构成的夹角大小，即arc本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对设备进行标定，实现采集图像在多台设备上的一致性，采集烟叶图像并进行背景处理；S2：提取与烟叶相关颜色，从获得的海量烟叶前景图像中汇总所有与烟叶相关的颜色，形成专有烟叶颜色空间；S3：依据国标及专家经验把专有烟叶颜色空间划分为多个区域，从而把相邻颜色分割开来；S4：以阈值为基准，临界区域都向相邻的区域扩大2％的容量，将此范围内原本属于对方区域的也纳入进来，从而消除了可能存在的边界效应；S5：根据国标，将柠檬黄区域编码为L、橘黄区域编码为F、棕红色区域编码为R、青黄色区域编码为GY、杂色区域编码为K、主叶脉颜色区域编码为0、非烟叶颜色区域编码为1；根据各颜色在颜色空间中的位置不同，对之予以量化处理。2.根据权利要求1所述一种基于图像处理烟叶颜色空间编码的方法，其特征在于，所述S1中对设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪成，许彪，施成娟，刘孝保，顾文娟，阴艳超，张轲，刘宇晨，龙杰，盖小雷，张冀武，张晓伟，孙浩巍，陈丹，张庆刚，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：