棉包含杂率的检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种棉包含杂率的检测方法及系统

【技术实现步骤摘要】
棉包含杂率的检测方法及系统、电子设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及棉花含杂率检测
，特别地，涉及一种棉包含杂率的检测方法及系统
、
电子设备
、
计算机可读取的存储介质
。

技术介绍

[0002]棉花作为我国的主要经济作物之一，逐渐从人工采摘到机器采摘的过渡，同时采摘的机器也由采棉箱式机向采棉打包机转变，提高了生产效率
。
但无论人工采摘，还是机器采摘，都会不同程度地混入棉枝
、
铃壳等杂质，含杂率作为采棉机的质量评价指标之一，也是采棉机智能调控以降低含杂率的重要依据，另外，含杂率作为棉花的质量评价的重要指标，也是棉花交易结算的重要依据
。
目前已存在一些检测棉花含杂率的方法，如图像处理技术
、
支持向量机
、
深度学习模型等，例如，专利
CN113658143A
公开了一种机采籽棉含杂率检测方法及系统，其通过提取机采籽棉含杂图像的饱和度通道图像，用
canny
算法检测边缘，再进行形态学操作，最终输出含杂率和图像，但这些方法的研究对象是零散的棉花，且为实验室固定光源下拍摄得到
。
而在采棉打包机作业过程中，如果需要获得零散棉花，需将棉包拆开，再重新打包，而单个棉包重约
1.5
吨，拆开再打包，会降低生产效率，增加人力成本
。
因此，如何在保持棉包完整的同时检测棉包含杂率成为了采棉机亟待解决的技术问题/>。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种棉包含杂率的检测方法及系统
、
电子设备
、
计算机可读取的存储介质，以在保持棉包完整的基础上检测棉包含杂率
。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种棉包含杂率的检测方法，包括以下内容：
[0005]采集棉包图像；
[0006]将棉包图像转换为棉包二值图像；
[0007]从棉包二值图像中提取出目标区域；
[0008]将目标区域逐层划分为若干个圆环区域，得到每个圆环区域的第一二值图像；
[0009]将每个圆环区域转换为彩色图像，并对圆环彩色图像进行分割处理，得到每个圆环区域的第二二值图像；
[0010]基于每个圆环区域的第一二值图像和第二二值图像计算每个圆环区域的含杂率，并基于每个圆环区域的含杂率计算棉包平均含杂率
。
[0011]进一步地，所述将棉包图像转换为棉包二值图像的过程具体为：
[0012]提取棉包图像的单通道图像；
[0013]采用最大类间方差法确定分割阈值，并采用二值法基于分割阈值对
B
通道图像进行分割，得到初始二值图像；
[0014]对初始二值图像进行纹理滤波处理；
[0015]对纹理滤波处理后的初始二值图像进行去噪处理，得到棉包二值图像
。
[0016]进一步地，所述从棉包二值图像中提取出目标区域的过程具体为：
[0017]基于棉包二值图像的前景区域中所有像素点坐标计算重心位置；
[0018]基于重心到前景区域边缘轮廓线上的所有像素点之间的平均距离计算半径；
[0019]以重心为圆心
、
计算得到的半径作圆，得到目标区域
。
[0020]进一步地，所述将目标区域逐层划分为若干个圆环区域的过程具体为：
[0021]构建等差数列，将目标区域的半径值作为等差数列的第一项，公差设为负整数，迭代计算等差数列的各项，直至新项的值小于公差的绝对值，将等差数列中的相邻两项作为圆环的两个半径值，从而将目标区域划分为若干个圆环区域
。
[0022]进一步地，基于下式计算每个圆环区域的含杂率：
[0023][0024]其中，
s
表示含杂率，
sn
表示第一二值图像中的像素点总数，
sm
表示第二二值图像中的像素点总数
。
[0025]进一步地，基于下式计算棉包平均含杂率：
[0026][0027]其中，表示棉包平均含杂率，
n
表示等差数列的项数，
s
i
表示第
i
个圆环区域的含杂率，
a
n
‑1和
a
n
表示第
i
个圆环区域对应的等差数列中相邻两项
。
[0028]进一步地，在计算得到每个圆环区域的含杂率后还包括以下内容：
[0029]将各个圆环区域的含杂率与采棉机卫星定位和行驶里程相关联，得到各含杂率对应的棉田区域
。
[0030]另外，本专利技术还提供一种棉包含杂率的检测系统，包括：
[0031]图像采集模块，用于采集棉包图像；
[0032]图像转换模块，用于将棉包图像转换为棉包二值图像；
[0033]图像提取模块，用于从棉包二值图像中提取出目标区域；
[0034]区域划分模块，用于将目标区域逐层划分为若干个圆环区域，得到每个圆环区域的第一二值图像；
[0035]图像分割模块，用于将每个圆环区域转换为彩色图像，并对圆环彩色图像进行分割处理，得到每个圆环区域的第二二值图像；
[0036]含杂率计算模块，用于基于每个圆环区域的第一二值图像和第二二值图像计算每个圆环区域的含杂率，并基于每个圆环区域的含杂率计算棉包平均含杂率
。
[0037]另外，本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤
。
[0038]另外，本专利技术还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储进行棉包含杂率检测的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤
。
[0039]本专利技术具有以下效果：
[0040]本专利技术的棉包含杂率的检测方法，在采集棉包图像后先将彩色的棉包图像转换为
棉包二值图像，以区分棉包图像中的前景区域和背景区域，再从棉包二值图像的前景区域中提取出目标区域，目标区域即为棉包，从而只准确地分割棉包图像中的背景区域和棉包区域，而不分割棉包区域内的棉花和杂质
。
随后，根据棉包由里至外打包的特点，将目标区域逐层划分为若干个圆环区域，得到每个圆环区域的第一二值图像，而每个第一二值图像中包含每个圆环区域内的棉花和杂质
。
再将每个圆环区域的第一二值图像再次转换成彩色图像，通过对圆环彩色图像进行再次分割处理，可以得到每个圆环区域的第二二值图像，此时，第二二值图像中对棉花和杂质进行了分割
。
最后，基于每个圆环区域对应的第一二值图像和第二二值图像计算杂质像素点的占比，即可得到每个圆环区域的含杂率，并基于每个圆环区域的含杂率即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种棉包含杂率的检测方法，其特征在于，包括以下内容：采集棉包图像；将棉包图像转换为棉包二值图像；从棉包二值图像中提取出目标区域；将目标区域逐层划分为若干个圆环区域，得到每个圆环区域的第一二值图像；将每个圆环区域转换为彩色图像，并对圆环彩色图像进行分割处理，得到每个圆环区域的第二二值图像；基于每个圆环区域的第一二值图像和第二二值图像计算每个圆环区域的含杂率，并基于每个圆环区域的含杂率计算棉包平均含杂率
。2.
如权利要求1所述的棉包含杂率的检测方法，其特征在于，所述将棉包图像转换为棉包二值图像的过程具体为：提取棉包图像的单通道图像；采用最大类间方差法确定分割阈值，并采用二值法基于分割阈值对
B
通道图像进行分割，得到初始二值图像；对初始二值图像进行纹理滤波处理；对纹理滤波处理后的初始二值图像进行去噪处理，得到棉包二值图像
。3.
如权利要求1所述的棉包含杂率的检测方法，其特征在于，所述从棉包二值图像中提取出目标区域的过程具体为：基于棉包二值图像的前景区域中所有像素点坐标计算重心位置；基于重心到前景区域边缘轮廓线上的所有像素点之间的平均距离计算半径；以重心为圆心
、
计算得到的半径作圆，得到目标区域
。4.
如权利要求3所述的棉包含杂率的检测方法，其特征在于，所述将目标区域逐层划分为若干个圆环区域的过程具体为：构建等差数列，将目标区域的半径值作为等差数列的第一项，公差设为负整数，迭代计算等差数列的各项，直至新项的值小于公差的绝对值，将等差数列中的相邻两项作为圆环的两个半径值，从而将目标区域划分为若干个圆环区域
。5.
如权利要求4所述的棉包含杂率的检测方法，其特征在于，基于下式计算每个圆环区域的含杂率：其中，
s
表示含杂率，
sn
表示第一二值图像中的像素点总数，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢滨瑶，邵济舟，周阳，张禹，刘秦，杨峻，陈阳，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：