CN1275517C - 基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及计算机图像处理技术，特指一种基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法及其装置，其可用于家蚕卵质量检测中单位重量蚕卵良卵和不良卵个数的计算机自动统计。其通过工业摄像机、图像采集卡将单位重量蚕卵图像采集到计算机，然后进行图像预处理、图像分割、蚕卵识别与计数，显示并打印检测，实现蚕卵统计与计数。本发明涉及计算机图像处理技术，特指一种基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法及其装置，其可用于家蚕卵质量检测中单位重量蚕卵良卵和不良卵个数的计算机自动统计。可提高效率、降低操作人员劳动强度，使得检测结果更为客观，同时辅以计算机的数据管理功能，提高检测的自动化程度。
Description
所属技术领域
本发明涉及计算机图像处理技术，特指一种基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法及其装置，其可用于家蚕卵质量检测中单位重量蚕卵良卵和不良卵个数的计算机自动统计。
背景技术
目前在我国对单位重量蚕卵良卵和不良卵个数的指标的检测都是通过肉眼辨别、手工计数来完成，由于蚕卵体积小、数量多，工作量大，工作人员眼睛极易疲劳，效率低，统计结果易受检验员主观因素影响，从而对检测结果造成影响。
同时，手工检测时如操作不当，还易损伤蚕卵。经检索，基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数的方法及其装置，未有相关技术和产品报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用计算机视觉来取代人工进行蚕卵的检测与计数的基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法及其装置，其可提高效率、降低操作人员劳动强度，使得检测结果更为客观，同时辅以计算机的数据管理功能，提高检测的自动化程度。
实现上述目的的技术方案为：
本发明方法的特征在于通过工业摄像机、图像采集卡将单位重量蚕卵图像图像采集到计算机，然后进行图像预处理、图像分割、蚕卵识别与计数，显示并打印检测，实现蚕卵统计与计数。
上述图像预处理采用中值滤波算法。
上述图像分割采用基于区域增长的分割算法。
上述蚕卵识别中的粘连蚕卵的分离采用数学形态学的腐蚀、膨胀运算。
实现上述方法的装置设有载物台，其特征在于设有依次连接的工业摄像机、图像采集卡、计算机检测系统。
上述装置采用冷光源作为光源。
本发明的有益效果为：
采用计算机图像处理技术，自动进行图像采集、图像滤波、图像分割、蚕卵识别计数，自动生成图文检验报告。与现有的人工方法相比，所采用手段具有本质的不同，技术上更为先进。采用本发明进行蚕卵的统计计数，速度快(小于8秒，而人工检验大约数分钟)，不会引起检验员视觉疲劳，操作简单，检验结果客观，同时便于检验单位对检验结果等数据资料的存储、管理。
附图说明
图1为本发明装置的示意图
图2为本发明的计算机图像处理技术处理流程图
图3为蚕卵图像的分割与分类(a原始图像b良卵c不良卵d背景)
图4为粘连蚕卵的分离(a粘连蚕卵b腐蚀c膨胀)
1.载物台 2.工业摄像机 3.图像采集卡 4.冷光源 5.计算机 6.打印机
具体实施方式
本发明实旌例采用三星SCC-421AP工业摄像机，内带DSP处理，具有较大的变焦比，同时可通过RS-485接口由计算机控制其操作。
采用天敏2000SDK图像采集卡。可以实时采集768*576的真彩图像。
其工作过程如下：
1.通过工业摄像机、图像采集卡将单位重量蚕卵图像图像采集到计算机。
2.采用中值滤波算法进行图像预处理。图像滤波的目的在于滤除蚕卵及其背景上的杂质以及成像过程中的噪声干扰等，本实旌例采用7×7十字模板。模板中心即为当前处理的像素，相邻像素如对应的模板中的值为‘1’表示该像素参与滤波运算，为‘0’则表示不参与滤波运算。
中值滤波算法为：
对图像从第3列到W-3列，第3行到H-3行的每一个像素进行如下运算：
STEP1：取一新像素
STEP2：根据图3所示模板取其相邻相素
STEP3：对所取像素分别按R、G、B三维进行排序
STEP4：取排序后的中间元素值作为当前像素值
STEP5：如已遍历完所有像素退出，否则转STEP1
3.采用基于区域增长的图像分割算法将图像按其属性分割成背景、良卵和不良卵三部分。
区域增长分割算法为：
STEP1从图像中选取一个未经遍历的像素S0作为种子
STEP2根据下述规则确定其未经分割的相邻像素Si是否和S0属于同一类
STEP3如属于同一类则将其划为同一区域Ri，然后再以该Si为种子S0，转STEP2
STEP4如遍历完所有像素退出，否则转STEP1
判断一个像素Si是否属于其相邻区域Ri的规则为：
1)像素Si和其相邻的、已属于区域Ri的像素Sj的特征差异Tj是否小于设定阈值K1。
2)像素Si和其相邻区域Ri中所有像素的特征均值Tm的差异是否小于设定阈值K2。
背景、良卵和不良卵的区分主要通过颜色特征来进行。三者的颜色特征可在系统操作时由操作员在图像上指定，经过区域增长的分割算法后即得到背景、良卵和不良卵三类区域。
4.采用数学形态学的腐蚀、膨胀运算来分离粘连蚕卵。
经分割后的良卵和不良卵图像中会有大量的蚕卵粘连现象，为了便于准确计数，需要将粘连蚕卵分离。对图像分割后的良卵和不良卵图像若干次腐蚀，同时确保原图像的最小区域不至于被腐蚀消失，最后得到若干个互不相邻的种子。
然后以这些种子为中心，在分割后的图像基础上，进行膨胀运算，运算过程中确保各个区域不会连通，最后得到互不粘连的蚕卵图像。
5.对良卵和不良卵图像中子区域的个数进行统计，获得良卵数和不良卵数，完成蚕卵自动统计计数。
Claims (4)
1.基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法，其特征在于通过工业摄像机、图像采集卡将单位重量蚕卵图像采集到计算机，然后进行图像预处理、图像分割、蚕卵识别与计数，显示并打印检测，实现蚕卵统计与计数；其中图像分割采用基于区域增长的分割算法；采用数学形态学的腐蚀、膨胀运算实现蚕卵识别中的粘连蚕卵的分离。
2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法，其特征在于上述图像预处理采用中值滤波算法。
3.实现权利要求1所述的基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数方法的装置设有载物台(1)，其特征在于设有依次连接的工业摄像机(2)、图像采集卡(3)、计算机检测系统。
4.根据权利要求3所述的基于数字图像处理的蚕卵自动统计计数装置，其特征在于上述装置采用冷光源作为光源。
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