一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法技术

本发明专利技术公开了一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法，包括如下步骤：S1：图像预处理；对输入原始图像进行下采样和中值滤波，去除灰尘、水泡等噪声，得到中值滤波图I

【技术实现步骤摘要】
一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法


[0001]本专利技术涉及图像清晰度评价领域，具体涉及一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI 提取方法。

技术介绍

[0002]中国作为世界羊毛羊绒纺织工业的进出口大国，拥有先进的羊毛羊绒生产工艺技术和巨大的消费市场。羊毛羊绒中包含的天然纤维由蛋白质组成，柔软而富有弹性，而羊毛出在绵羊身上，羊绒出在山羊身上，但是羊绒的产量极为稀少，亲肤性、抗寒性和吸湿性更强。正因为如此，需要对羊毛、羊绒进行鉴别区分，进而对该类纺织产品进行评级。羊毛、羊绒一般是在显微镜下进行鉴别，通过专业人员观察这两者纤维在形态上的较小差异来进行分类。
[0003]但是这种人工鉴别方法，具有繁琐费时、效率低下、人力成本高、不适合大规模纤维鉴别等缺点。随着计算机技术的飞速发展，计算机视觉技术给自动化产业带来了无限可能。采用计算机视觉技术来对羊毛羊绒纤维图像进行特征提取，具有简易便捷、效率高、人力成本低、自动化程度高等优点，而特征提取或图像清晰度评价的前提是要过滤掉纤维图像无关紧要的背景区域，将羊毛羊绒纤维目标ROI(Region Of Interest)提取出来。
[0004]目前已有一些专利提出基于图像的颜色、梯度、几何等信息来提取图像的目标ROI，认为图像的目标ROI的颜色、梯度或者几何特性与背景区域存在较大差异，可以据此将目标ROI 提取出来，但羊毛羊绒纤维目标与背景区域在颜色、梯度、几何等信息的差异不是很大，单纯用上述方法很难将纤维目标ROI提取出来。

技术实现思路
r/>[0005]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法，该方法依次对羊毛羊绒纤维图像进行图像预处理、融合多重形态学和连通域滤波的目标分割操作来提取纤维目标ROI。
[0006]为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法，包括如下步骤：
[0008]S1：图像预处理；对输入原始图像进行下采样和中值滤波，去除灰尘、水泡等噪声，得到中值滤波图I
med
；
[0009]S2：目标分割，依次对所述中值滤波图I
med
进行Canny边缘检测、闭运算形态学滤波、第 1次基于面积的连通域滤波、图像取反、第2次基于面积的连通域滤波、纤维内部孔洞修复、开运算形态学滤波、第3次基于面积的连通域滤波、蒙版叠加、蒙版过滤等操作，依次得到 Canny边缘检测图I
Canny
，闭运算图I
close
，第1次连通域滤波图I
condo_filter_1
，图像取反图I
inv
，第2次连通域滤波图I
condo_filter_2
，开运算图I
open
，第3次连通域滤波图I
condo_filter_3
，蒙版叠加图 I
maxk_overlay
，纤维ROI图I
fiber_roi
；纤维ROI图I
fiber_roi
即为最终得到的滤除背景区域的纤维目标。
[0010]进一步的，所述步骤S2中的第1次基于面积的连通域滤波包括如下步骤：
[0011]S21：第1次基于面积的连通域滤波，具体为：
[0012][0013]其中，flag_filter1
i
表示第1次连通域滤波中的连通域滤除标志位，i表示连通域的序号，flag_filter1
i
取值为1表示此连通域被滤除，取值为0表示此连通域被保留；Area1
i
表示第1次连通域滤波中的第i个连通域的面积；thVal_Area1表示第1次连通域滤波中的面积阈值。
[0014]进一步的，所述步骤S2中的第2次基于面积的连通域滤波包括如下步骤：
[0015]S22：第2次基于面积的连通域滤波，具体为：
[0016][0017]其中，flag_filter2
i
表示第2次连通域滤波中的连通域滤除标志位，i表示连通域的序号，flag_filter2
i
取值为1表示此连通域被滤除，取值为0表示此连通域被保留；Area2
i
表示第2次连通域滤波中的第i个连通域的面积；thVal_Area2表示第2次连通域滤波中的面积阈值。
[0018]进一步的，所述步骤S2中的第3次基于面积的连通域滤波包括如下步骤：
[0019]S23：第3次基于面积的连通域滤波的公式与第1次连通域滤波基本相似，只是将 flag_filter1
i
，Area1
i
，thVal_Area1中的1改成3，这里不做阐释；
[0020]S23：第3次基于面积的连通域滤波，具体为：
[0021][0022]其中，flag_filter3
i
表示第3次连通域滤波中的连通域滤除标志位，i表示连通域的序号，flag_filter3
i
取值为1表示此连通域被滤除，取值为0表示此连通域被保留；Area3
i
表示第3次连通域滤波中的第i个连通域的面积；thVal_Area3表示第3次连通域滤波中的面积阈值。
[0023]进一步的，所述步骤S2中的蒙版过滤方法包括如下步骤：
[0024]S24：蒙版过滤是以蒙版叠加图I
maxk_overla
为最终蒙版，对同一XY位置拍摄的Z轴图像序列进行筛选拷贝处理，具体为：
[0025][0026]其中，W为蒙版叠加图I
maxk_overlay
中位于白色背景区域的像素点的集合；B为蒙版叠加图 I
maxk_overlay
中位于黑色纤维目标区域的像素点的集合；(x,y)为最终蒙版叠加图中坐标为(x,y) 的像素点；f(x,y)为纤维原图中坐标为(x,y)的像素点的灰度值；I
fiber_roi
(x,y)表示纤维ROI 图I
fiber_roi
中坐标为(x,y)的像素点的灰度值。
[0027]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用融合多重形态学和连通域滤波的目标分割算法来对羊毛羊绒纤维图像进行纤维目标ROI提取，将图像中的亮斑噪声和阴影团块噪声给较
好滤除，较为完整的提取了纤维目标ROI，为后续的羊毛羊绒纤维特征提取或纤维图像清晰度评价操作奠定了坚实基础。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的整体流程图；
[0029]图2为融合形态学和连通域滤波的目标分割的流程图；
[0030]图3为本专利技术实例中的羊绒纤维原图(
×
20)；
[0031]图4为中值滤波图；
[0032]图5为Canny边缘检测图；
[0033]图6为闭运算图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：图像预处理；对输入原始图像进行下采样和中值滤波，去除灰尘、水泡等噪声，得到中值滤波图I
med
；S2：目标分割，依次对所述中值滤波图I
med
进行Canny边缘检测、闭运算形态学滤波、第1次基于面积的连通域滤波、图像取反、第2次基于面积的连通域滤波、纤维内部孔洞修复、开运算形态学滤波、第3次基于面积的连通域滤波、蒙版叠加、蒙版过滤等操作，依次得到Canny边缘检测图I
Canny
，闭运算图I
close
，第1次连通域滤波图I
condo_filter_1
，图像取反图I
inv
，第2次连通域滤波图I
condo_filter_2
，开运算图I
open
，第3次连通域滤波图I
condo_filter_3
，蒙版叠加图I
maxk_overlay
，纤维ROI图I
fiber_roi
；纤维ROI图I
fiber_roi
即为最终得到的滤除背景区域的纤维目标。2.根据权利要求1所述的一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法，其特征在于，所述步骤S2中的第1次基于面积的连通域滤波包括如下步骤：S21：第1次基于面积的连通域滤波，具体为：其中，flag_filter1
i
表示第1次连通域滤波中的连通域滤除标志位，i表示连通域的序号，flag_filter1
i
取值为1表示此连通域被滤除，取值为0表示此连通域被保留；Area1
i
表示第1次连通域滤波中的第i个连通域的面积；thVal_Area1表示第1次连通域滤波中的面积阈值。3.根据权利要求2所述的一种面向羊毛羊绒纤维图像的纤维目标ROI提取方法，其特征在于，所述步骤S2中的第2次基于面积的连通域滤波包括如下步骤：S22：第2次基于面积的连通域滤波，具体为：其中，flag_fil...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子印，瞿瑞德，汪小东，叶飞，金君，
申请(专利权)人：湖州市质量技术监督检测研究院湖州市纤维质量监测中心，
类型：发明
国别省市：