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        基于片煙結(jié)構(gòu)檢測的葉片分類方法介紹

        2012-10-19 12:04:02貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司畢節(jié)復(fù)烤廠吳運(yùn)斌王國斌
        河南科技 2012年16期
        關(guān)鍵詞:篩孔邊長矩形

        貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司(畢節(jié)復(fù)烤廠) 吳 昊 吳運(yùn)斌 張 云 曹 君 王國斌

        在片煙結(jié)構(gòu)檢測中,通過二值化算法將物料與背景分離開來,檢測圖像中余下的信號即可完全描述物料信息。為了對煙葉片型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類,需要計算圖像中每片煙葉的最大尺寸和面積,并以此為依據(jù)對煙葉類型做出判斷。

        一、煙葉葉片分類過程

        在實際的處理過程,對二值化后的圖像,首先,應(yīng)進(jìn)行煙葉分離,以檢測出每片煙葉的信息;其次,應(yīng)對葉片特征參量,如面積、長度等進(jìn)行計算;最后,把煙葉歸類。煙葉葉片分類過程如圖1所示。

        在煙葉分離的過程中,最為關(guān)鍵的步驟是采取合適的手段把每片煙葉分離開來。二值化圖像中僅保存了兩種信號幅度,由于煙葉是經(jīng)過攤薄處理的,所以,對于任意兩片煙葉來說,其邊界是不相連的。

        二、煙葉分類的具體流程

        首先,對二值圖像掃描,找到一個物體點,并記錄為搜索點,同時刪除已經(jīng)搜索到的連通點;其次,搜索這些搜索點的所有連通點,如果存在連通點,則再記錄為搜索點,否則即表明所有連通點已經(jīng)搜索到;第三,繼續(xù)搜索所有連通點,確保每片煙葉的所有的點都被記錄下來;最后,當(dāng)一幀圖像沒有物體點時,表明物體搜索完畢,并且每片煙葉的點已被獨自保存。單片煙葉搜索流程如圖2所示。

        三、葉片率計算過程

        1.計算原理。根據(jù)煙葉葉片的大片率定義,某一標(biāo)準(zhǔn)的葉片結(jié)構(gòu)葉片率是指從標(biāo)準(zhǔn)的正方形篩孔能夠透過的葉片面積和總的葉片面積的比值。在已知物體的邊界時,通常利用外接矩形來刻畫物體的基本形狀。最小正方形示例如圖3所示。

        圖3中,T表示煙葉區(qū)域,R表示在坐標(biāo)軸上的煙葉葉片的外接矩形,矩形的邊長分別為a和b( 設(shè)a<b),Z表示以外接矩形Rx的長邊b為邊長的正方形區(qū)域。由于R是T的外接矩形,則有T?R,因為R? Z,所以煙葉也可以從正方形區(qū)域Z中透過。若T也可以從邊長為c(c<b)的正方形Zx中透過,有T?Zx。又因為T?R,所以T?R∩Zx=Rx,因此Rx也是T的一個外接矩形,并且其長邊等于d=max(a,c)<b。由于T的外接矩形只能有一個,所以d=b,這與上邊的結(jié)論矛盾,所以T不能從正方形Zx中透過。煙葉Zx旋轉(zhuǎn)時,其外接矩形R的長邊也在變化,當(dāng)T旋轉(zhuǎn)到某角度α?xí)r,其外接矩形的長邊有最小值bmin,以bmin為邊長的正方形即為煙葉T能夠透過的最小正方形。據(jù)此可以判斷煙葉葉片的結(jié)構(gòu)類型,取標(biāo)準(zhǔn)篩孔的大小作為最小正方形,通過求得葉片的外接矩形的最小長邊,和篩孔作比較,得到葉片的分類結(jié)果。

        2.計算方法。計算煙葉外接矩形的一種方法是將物體在90°范圍內(nèi)等間隔地旋轉(zhuǎn)。設(shè)煙葉的位置為T(x,y),按照逆時針旋轉(zhuǎn)θ角后的位置為T(x′,y′) ,有

        通過每次旋轉(zhuǎn)以后,記錄其坐標(biāo)軸方向上的外接矩形參數(shù),確定此外接矩形的長邊 ,并且和上次的長邊作比較,取其長邊最小時的值 作為最終結(jié)果。

        3.根據(jù)煙葉葉片的外接矩形的最小邊長 ,判斷葉片的結(jié)構(gòu)分類。按照煙葉大片率的定義,對葉片規(guī)格進(jìn)行分層,通過計算各個規(guī)格的煙葉面積和總的煙葉面積,即可得到各層次的葉片率,從而實現(xiàn)對葉片的分類。

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