蘑菇图像数据采集预处理方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种蘑菇图像数据采集预处理方法、装置及存储介质，其中方法通过控制图像采集装置从苗床的一端匀速移动至另外一端，采集获得一定数量的蘑菇图像，并对蘑菇图像进行霍夫找圆，识别蘑菇的类圆形的菌盖。并通过计算找出的圆心与对应的蘑菇菌盖边缘识别的边缘点集中各点的平均距离D，以及圆心与边缘点集各点的距离与平均距离的平均偏差S，获得找出的圆与蘑菇轮廓的拟合度剔除拟合度不在设定阈值内的圆，以排除由于过拟合而产生的实际不存在的圆，提高找圆的准确度，从而提高了对蘑菇的圆形菌盖识别轮廓标引的准确度，将预处理后的图像数据打包存储于存储介质中，便于后续算法模型训练建立使用，节约时间、人力和物力。人力和物力。人力和物力。

Mushroom image data acquisition preprocessing method, device and storage medium

【技术实现步骤摘要】
蘑菇图像数据采集预处理方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术属于机器视觉
，特别涉及一种蘑菇图像数据采集预处理方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，针对蘑菇图像的数据集采集工作一般采用人工拍摄的方式进行操作，双胞菇苗床上下层之间空间较小，两侧跨度较大，且其所处环境阴暗，人工拍摄操作困难，无法完整采集整块蘑菇苗床的图像数据，而如果需要进行高效率的数据集采集工作，需要一种装置可自动进行图像采集工作。同时蘑菇图像数据集在使用时，需要对图像中的蘑菇菌盖进行标引，虽然蘑菇菌盖多为圆形，但并非绝对规则的圆形，直接采用现有找圆算法可能会由于过拟合识别出不存在的圆，识别准确度有待改善。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提出一种蘑菇图像数据采集预处理方法，通过采用霍夫找圆算法根据图像中识别的蘑菇轮廓识别蘑菇的菌盖，并通过计算识别后的圆与对应的轮廓点集的拟合度剔除因过拟合而识别出的不存在的圆，提高识别准确率。
[0004]本专利技术的另一目的是提出一种可以实施上述方法的蘑菇图像数据采集预处理装置，以及存储有上述方法实例化的计算机程序的存储介质，可以实现对苗床的自动化蘑菇图像采集及预处理，便于后续模型建立算法训练使用，简化后续数据集使用流程。
[0005]技术方案：本专利技术所述的蘑菇图像数据采集预处理方法，包括如下步骤：
[0006]S1：控制图像采集装置从苗床一端移动至苗床另一端，并同时开启补光灯并对苗床进行拍照，直至获取的蘑菇图像数量达到设定数值；
[0007]S2：对蘑菇图像进行边缘检测，构建边缘点集A{(X
n
，Y
n
)}，n＝1，2，3...；
[0008]S3：利用边缘点集A对蘑菇图像进行霍夫找圆，得到圆坐标集C；
[0009]S4：计算圆坐标集C中各圆心P与对应的边缘点集A中各点的平均距离D，以及各圆心P与对应的边缘点集A中各点距离与平均距离D的平均偏差S；
[0010]S5：计算圆坐标集C中各圆的拟合度从圆坐标集C中剔除拟合度R不满足拟合度阈值的圆，将符合拟合度阈值的圆于图像中绘制出；
[0011]S6：重复步骤S2至S5，直至遍历完所有采集的蘑菇图像，将处理后的蘑菇图像编号后打包存储于存储介质中。
[0012]进一步的，所述步骤S2包括步骤：
[0013]所述步骤S1包括步骤：
[0014]S1.1：对图像采集装置进行初始化，设置图像色彩类别为灰度图，像素格式为8bit，分辨率设置为QVGA；
[0015]S1.2：控制图像采集装置从苗床一端移动至苗床另一端，并同时开启补光灯对苗
床进行拍照；
[0016]S1.3：执行跳帧处理，跳过额定的图片，略去模糊帧，待图像采集装置的感光元件稳定，正式采集蘑菇图像，直至采集蘑菇图像数量达到设定数值。
[0017]进一步的，所述步骤S3包括步骤：
[0018]S3.1：定义圆的公式为：
[0019](X
‑
a
n
)2+(Y
‑
b
n
)2＝r
n2
[0020]其中，a
n
、b
n
和r
n
分别为圆的圆心横纵坐标及半径；
[0021]S3.2：将圆的公式改写为如下形式：
[0022]b
n
＝Y
‑
r
n sin(θ*π/180)
[0023]a
n
＝X
‑
r
n cos(θ*π/180)
[0024]将边缘点集A中的点依次带入到圆的改写公式中，从θ＝0
°
开始遍历直至360
°
，获得圆坐标集B{(a
n
，b
n
，r
n
)}，n＝1，2，3...，其中r
n
满足r
max
＞r
n
＞r
min
，r
max
和r
min
分别为蘑菇的最大检测半径和最小检测半径；
[0025]S3.3：对圆坐标集B中的所有相同点分别进行计数，以计数值达到局部最大值的圆坐标作为该边缘点集A对应的圆坐标点加入到圆坐标集C中；
[0026]S3.4：重复步骤S3.2至S3.3，直至遍历完所有边缘点集A中的所有点。
[0027]本专利技术所述的蘑菇图像数据采集预处理装置，包括架设于苗床上的轨道、设置于所述轨道上的车架、处理器及存储器，所述车架的横梁上间隔设有若干图像采集装置及补光灯，所述车架能沿所述轨道从苗床的一端匀速运动至另一端，所述处理器用于控制所述车架运动、控制图像采集装置采集蘑菇图像、以及对采集的蘑菇图像进行预处理，并将预处理后的蘑菇图像编号打包存储于所述存储器中。
[0028]进一步的，所述车架包括第一车架及第二车架，所述第一车架及所述第二车架的底部设有滚轮，所述第一车架的横梁上设有卷扬机，所述第一车架设置于苗床的一端，所述图像采集装置及所述补光灯设置于所述第二车架上，所述第二车架上设有用于挂扣所述卷扬机的牵引绳索的挂环。
[0029]进一步的，所述处理器包括控制模块、圆识别模块及圆筛选模块，所述控制模块用于控制所述车架、所述图像采集装置及所述补光灯工作，所述圆识别模块用于识别蘑菇图像中的圆，所述圆筛选模块用于剔除所述圆识别模块的识别的圆中因为过拟合而得出的不存在的圆。
[0030]本专利技术所述的存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时实现上述蘑菇图像数据采集预处理方法。
[0031]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、提高了对蘑菇的圆形菌盖识别轮廓标引的准确度。2、可以实现对苗床内蘑菇图像的自动化采集及预处理，便于蘑菇图像数据集的建立，并为蘑菇数据集的后续使用提供便捷。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例的蘑菇图像数据采集预处理方法的流程图；
[0033]图2为本专利技术实施例的蘑菇图像数据采集预处理装置的结构图；
[0034]图3为苗床的结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0036]参照图1，根据本专利技术实施例的蘑菇图像数据采集预处理方法，包括如下步骤：
[0037]S1：控制图像采集装置302从苗床100一端移动至苗床100另一端，并同时开启补光灯301并对苗床100进行拍照，直至获取的蘑菇图像数量达到设定数值；
[0038]S2：对蘑菇图像进行边缘检测，构建边缘点集A{(X
n
，Y
n
)}，n＝1，2，3...；
[0039]S3：利用边缘点集A对蘑菇图像进行霍夫找圆，得到圆坐标集C；
[0040]S4：计算圆坐标集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蘑菇图像数据采集预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：控制图像采集装置从苗床一端移动至苗床另一端，并同时开启补光灯并对苗床进行拍照，直至获取的蘑菇图像数量达到设定数值；S2：对蘑菇图像进行边缘检测，构建边缘点集A{(X
n
，Y
n
)}，n＝1，2，3
…
；S3：利用边缘点集A对蘑菇图像进行霍夫找圆，得到圆坐标集C；S4：计算圆坐标集C中各圆心P与对应的边缘点集A中各点的平均距离D，以及各圆心P与对应的边缘点集A中各点距离与平均距离D的平均偏差S；S5：计算圆坐标集C中各圆的拟合度从圆坐标集C中剔除拟合度R不满足拟合度阈值的圆，将符合拟合度阈值的圆于图像中绘制出；S6：重复步骤S2至S5，直至遍历完所有采集的蘑菇图像，将处理后的蘑菇图像编号后打包存储于存储介质中。2.根据权利要求1所述的蘑菇图像数据采集预处理方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：S1.1：对图像采集装置进行初始化，设置图像色彩类别为灰度图，像素格式为8bit，分辨率设置为QVGA；S1.2：控制图像采集装置从苗床一端移动至苗床另一端，并同时开启补光灯对苗床进行拍照；S1.3：执行跳帧处理，跳过额定的图片，略去模糊帧，待图像采集装置的感光元件稳定，正式采集蘑菇图像，直至采集蘑菇图像数量达到设定数值。3.根据权利要求1所述的蘑菇图像数据采集预处理方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤：S3.1：定义圆的公式为：(X
‑
a
n
)2+(Y
‑
b
n
)2＝r
n2
其中，a
n
、b
n
和r
n
分别为圆的圆心横纵坐标及半径；S3.2：将圆的公式改写为如下形式：b
n
＝Y
‑
r
n
sin(θ*π/180)a
n
＝X
‑
r
n
cos(θ*π/180)将边缘点集A中的点依次带入...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡荣林，马鸿泰，刘宬邑，董甜甜，邵鹤帅，王媛媛，张亚光，朱诗雯，卢琛，段媛媛，冯万利，张海艳，
申请(专利权)人：卓弢机器人盐城有限公司，
类型：发明
国别省市：