基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，包括：采集土壤表面图像和土壤表面灰度图像，将灰度图像进行分块，根据目标分块图像中裂缝区域的像素点占比得到目标分块图像的裂缝程度，根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点所在的连通域与目标分块图像中像素点的数量得到目标分块图像中任意一个像素点的连续性，根据分布关系

【技术实现步骤摘要】
基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法
。

技术介绍

[0002]由于土壤中溶解盐类物质，若其浓度超过植物生长的耐受范围，会对植物生长和土壤质量产生负面影响，盐渍化的程度越高其土壤表面会出现大量绿色区域，因此需要对其检测从而进行预警
。
现有方法在利用自适应阈值分割对缺陷区域进行检测时，土壤表面存在的裂缝区域会对盐渍化区域的检测造成影响，从而导致检测结果产生误差，造成预警错误
。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法
。
[0004]本专利技术的基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法采用如下技术方案：本专利技术一个实施例提供了基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，该方法包括以下步骤：采集土壤表面图像并灰度化处理得到土壤表面灰度图像，并获取土壤表面图像的
G
通道；将土壤表面灰度图像进行分块得到若干土壤分块图像，将任意一个土壤分块图像记为目标分块图像，根据目标分块图像中属于裂缝区域的像素点数量得到目标分块图像的裂缝程度；将目标分块图像进行分割得到目标分块图像的前景区域和背景区域及分割阈值，所述前景区域包含盐渍化土壤污染区域和裂缝区域的若干连通域，背景区域包含正常土壤区域的若干连通域，根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点所在的连通域与目标分块图像中像素点的数量得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点的第一连续性，获取目标分块图像的背景区域中任意一个像素点的第二连续性；根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异及背景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异，得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点和背景区域中任意一个像素点在
G
通道的分布关系，根据所述分布关系
、
所述第一连续性和第二连续性，得到目标分块图像在
G
通道的分割效果；根据目标分块图像的裂缝程度和目标分块图像在
G
通道的分割效果得到每一个土壤分块图像的最终分割效果，将每一个土壤分块图像的最终分割效果进行阈值判断得到所有分割效果差的土壤分块图像和所有正常分割的土壤分块图像，根据任意一个分割效果差的土壤分块图像与邻域范围内正常分割的土壤分块图像的分割阈值差异，得到每一个分割效果差的土壤分块图像修正后的分割阈值，将每一个分割效果差的土壤分块图像根据修正
后的分割阈值进行阈值分割得到若干修正后的土壤分块图像，根据若干修正后的土壤分块图像和所有正常分割的土壤分块图像中像素点的数量进行污染检测预警
。
[0005]进一步地，所述目标分块图像中属于裂缝区域的像素点的具体获取方法如下：预设第一阈值，记为
th1
，对于任意一个土壤分块图像中任意一个像素点，当该像素点的灰度值小于时，将该像素点作为裂缝区域的一个像素点，获取该土壤分块图像中属于裂缝区域的所有像素点
。
[0006]进一步地，所述根据目标分块图像中属于裂缝区域的像素点数量得到目标分块图像的裂缝程度，包括的具体步骤如下：式中，为目标分块图像中属于裂缝区域的所有像素点个数，为目标分块图像中像素点的数量，为目标分块图像中属于裂缝区域的第
i
个像素点的灰度值，为目标分块图像的裂缝程度
。
[0007]进一步地，所述根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点所在的连通域与目标分块图像中像素点的数量得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点的第一连续性，包括的具体步骤如下：对于目标分块图像的前景区域中任意一个像素点，将该像素点所在的连通域记为第一连通域；式中，为第一连通域中像素点的数量，为目标分块图像中像素点的数量，为目标分块图像的前景区域中连通域的个数，为目标分块图像的前景区域中该像素点的第一连续性
。
[0008]进一步地，所述根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异及背景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异，得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点和背景区域中任意一个像素点在
G
通道的分布关系，包括的具体步骤如下：式中，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点和背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的最小灰度值，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点和背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的最大灰度值，为目标分块图像中像素点在
G
通道的最小灰度值，为目标分块图像中像素点在
G
通道的最大灰度值，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点和背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的分布关系
。
[0009]进一步地，所述根据所述分布关系
、
所述第一连续性和第二连续性，得到目标分块图像在
G
通道的分割效果，包括的具体步骤如下：
式中，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点的第一连续性，为目标分块图像的背景区域中第
q
个像素点的第二连续性，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点和背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的分布关系，为前景区域中第
p
个像素点在
G
通道的灰度值占比，其中第
p
个像素点在
G
通道的灰度值占比为第
p
个像素点在
G
通道的灰度值与
255
的比值，为背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的灰度值占比，为背景区域中像素点的个数，为前景区域中像素点的个数，为目标分块图像在
G
通道的分割效果，为取绝对值
。
[0010]进一步地，所述根据目标分块图像的裂缝程度和目标分块图像在
G
通道的分割效果得到每一个土壤分块图像的最终分割效果，包括的具体步骤如下：式中，为目标分块图像的裂缝程度，为目标分块图像在
G
通道的分割效果，为目标分块图像的最终分割效果，
norm
为线性归一化函数
。
[0011]进一步地，所述将每一个土壤分块图像的最终分割效果进行阈值判断得到所有分割效果差的土壤分块图像和所有正常分割的土壤分块图像，包括的具体步骤如下：预设分割效果阈值，记为
U
，当时，将目标分块图像作为一个分割效果差的土壤分块图像，获取所有分割效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集土壤表面图像并灰度化处理得到土壤表面灰度图像，并获取土壤表面图像的
G
通道；将土壤表面灰度图像进行分块得到若干土壤分块图像，将任意一个土壤分块图像记为目标分块图像，根据目标分块图像中属于裂缝区域的像素点数量得到目标分块图像的裂缝程度；将目标分块图像进行分割得到目标分块图像的前景区域和背景区域及分割阈值，所述前景区域包含盐渍化土壤污染区域和裂缝区域的若干连通域，背景区域包含正常土壤区域的若干连通域，根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点所在的连通域与目标分块图像中像素点的数量得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点的第一连续性，获取目标分块图像的背景区域中任意一个像素点的第二连续性；根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异及背景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异，得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点和背景区域中任意一个像素点在
G
通道的分布关系，根据所述分布关系
、
所述第一连续性和第二连续性，得到目标分块图像在
G
通道的分割效果；根据目标分块图像的裂缝程度和目标分块图像在
G
通道的分割效果得到每一个土壤分块图像的最终分割效果，将每一个土壤分块图像的最终分割效果进行阈值判断得到所有分割效果差的土壤分块图像和所有正常分割的土壤分块图像，根据任意一个分割效果差的土壤分块图像与邻域范围内正常分割的土壤分块图像的分割阈值差异，得到每一个分割效果差的土壤分块图像修正后的分割阈值，将每一个分割效果差的土壤分块图像根据修正后的分割阈值进行阈值分割得到若干修正后的土壤分块图像，根据若干修正后的土壤分块图像和所有正常分割的土壤分块图像中像素点的数量进行污染检测预警
。2.
根据权利要求1所述基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，其特征在于，所述目标分块图像中属于裂缝区域的像素点的具体获取方法如下：预设第一阈值，记为
th1
，对于任意一个土壤分块图像中任意一个像素点，当该像素点的灰度值小于时，将该像素点作为裂缝区域的一个像素点，获取该土壤分块图像中属于裂缝区域的所有像素点
。3.
根据权利要求1所述基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，其特征在于，所述根据目标分块图像中属于裂缝区域的像素点数量得到目标分块图像的裂缝程度，包括的具体步骤如下：式中，为目标分块图像中属于裂缝区域的所有像素点个数，为目标分块图像中像素点的数量，为目标分块图像中属于裂缝区域的第
i
个像素点的灰度值，为目标分块图像的裂缝程度
。4.
根据权利要求1所述基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，其特征在于，所述根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点所在的连通域与目标分块图像中像素点
的数量得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点的第一连续性，包括的具体步骤如下：对于目标分块图像的前景区域中任意一个像素点，将该像素点所在的连通域记为第一连通域；式中，为第一连通域中像素点的数量，为目标分块图像中像素点的数量，为目标分块图像的前景区域中连通域的个数，为目标分块图像的前景区域中该像素点的第一连续性
。5.
根据权利要求1所述基于图像数据的土壤腐蚀污染检测预警方法，其特征在于，所述根据目标分块图像的前景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异及背景区域中任意一个像素点与目标分块图像中像素点在
G
通道的灰度值差异，得到目标分块图像的前景区域中任意一个像素点和背景区域中任意一个像素点在
G
通道的分布关系，包括的具体步骤如下：式中，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点和背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的最小灰度值，为目标分块图像的前景区域中第
p
个像素点和背景区域中第
q
个像素点在
G
通道的最大灰度值，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国栋，汤涛，石鲁川，
申请(专利权)人：山东省济宁生态环境监测中心山东省南四湖东平湖流域生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：